第十章 电磁波与信息技术 2 电磁波的应用 (1)(课件）
文档属性
| 名称 | 第十章 电磁波与信息技术 2 电磁波的应用 (1)(课件） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-05-22 08:44:35 | ||
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文档简介
课件38张PPT。1、电磁波在真空中的传播速度是______m/s,
北京音乐台发射的一种电磁波的频率是 FM97.4MHz，他的波长是________m。
2、下列设备的工作不是靠电磁波来实现的是( )
A、无线电广播 B、雷达导航
C、无线电话 D、 有线电话
3、电磁波与水波、声波的重大区别之一是
__________________________。 达标反馈 3×108≈3D电磁波传播不需要介质关于电磁波的说法中正确的（ ）
A、电磁波只能在真空中传播。
B、波长不同的电磁波的速度不同。
C、电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播的。
D、变化的电流在周围的空间产生电磁波。D以下说法中正确的是（ ）
A、频率越大的电磁波，它的传播
速度越大。
B、电磁波和声波一样不能在真空
中传播。
C、不同频率、不同波长的电磁波，
它们的传播速度相同。
D、以上说法都正确。C1991年海湾战争中，以美国为首的多国部队使用了电子干扰，电子干扰是指（ ）
A、向敌方发射电磁波。
B、向敌方发射很强的电磁波。
C、向敌方发射频率很高的电磁波。
D、发射与敌方电子设备相同频率的高强度电磁波，并施放反射电磁波的干扰。 D在短波、中波和长波这三种电磁波中频率最大的是（ ）
A、短波 B、中波 C、长波 D、一样大A电磁波的应用电磁波谱分布示意图按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．无线电广播与电视 从赫兹用实验证实电磁波的存在后，电磁波很快就应用在远距离无线电通信上。1906年，美国做了一次试验性的广播。以后无线电广播就开始进入千家万户。 1932年，英国广播公司播出世界上第一个规范的电视节目，从此，人类开始步入电视时代。 电视系统的原理与广播系统的原理基本相同，它们主要由发射系统和接收系统组成，电视系统有图像和声音两部分，而广播系统则只有声音部分。你能说出电视系统及接收流程图吗？广播系统呢？大家一起想一想 广播 电视的图像和声音信号是依靠什么传过来的?电磁波是传递信号的载体大家一起想一想 无线电广播信号是如何来进行发射和接收的?发射无线电广播信号的发射和接收发射： 2、____________产生___________3、________把__________加载到__________上－－类似于把信绑在信鸽的身上4、_____把_______________________发射出去－－类似于信鸽的放飞－－类似于要远飞的信鸽－－类似于要发出的信件（由_______完成）1、_____把_______转换成________广播电台声音信号音频电信号高频电磁波音频电信号高频电磁波载有音频电信号的电磁波话筒载波发生器调制器天线(音频电信号不能用来直接用来发射)大家一起想一想 无线电广播信号是如何来进行发射和接收的?接收1、天线：2、选台和解调： 3、扬声器：接收：接收在空间传播的_______________（1）通过______从各种各样的电磁波中
选择我们要接收的某一频率的电磁波把音频电信号转换为声音（由_____完成）收音机各种各样的电磁波（2）从高频电信号中取出音频电信号调谐器（没有选择性，若把天线接收的电磁波全部变成声音，只会一片嘈杂)无线电广播信号的发射由广播电台完成。
发射过程：话筒把声音信号转换成电信号，然后再用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线发射到空中。
接收过程：收音机的天线接收到各种各样的电磁波。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定的频率的信号。收音机内的电子电路再把频率信号从中取出来，进行放大，送到扬声器里。扬声器把音频电信号转换成声音，我们就听到广播电台的节目了。无线电广播信号的发射和接收（注意记红字）电磁波的危害尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被人们称为“无形杀手”。1995年4月，美国一架飞机在航行中，由于机上有人使用手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题。大家一起想一想电视信号是如何发射和接收的?电视的发射和接收加载到高频电磁波上_______的接收天线
接收__________发射到空中由_______还原成图像由_______放出声音摄像机话筒____信号____信号声音图像电信号发射机发射天线接收： 电视机高频信号取出____________并放大图像和声音电信号显像管扬声器发射：高频信号（由_______完成）电视台（由_______完成）电视机电视的发射和接收电视用电磁波传递图像信号和声音信号。
声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程大致相似。
图像信号的工作过程：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到高频电流上，通过天线发射到空中。电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显像管把它还原成图像。广播 、电视的发射和接收那么移动电话是如何完成通话的？每个移动电话都是一个电磁波发射器，它通过电磁波把你讲话的信息发射到空中；同时它又是一个电磁波接收器，在空中捕获电磁波，是你得到对方讲话信息。移动通信 2、移动电话靠________ （较大的固定无线电台）
使在不同地方的人可以互相通话无绳电话：主机和手机间没有电话线相连，靠无线电波沟通，
主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。
手机不能离主机太远。设立基地台的原因：1、移动电话机由_____来传递声音，它既是
__________又是_____。电磁波无线电发射台接收台基地台手机体积小，发射功率不大，
天线简单，灵敏度不高。移动电话移动电话不需要电话线，比固定电话方便。移动电话与固定电话的工作原理基本一样，只是移动电话声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。移动电话既是无线电发射台，又是无线电接收台。大家一起想一想 这是为什么?(1)摄像管将光信号 转化为电信号（摄像机核心器件） (2)显像管将电信号转化为光信号（电视机核心器件）9.电视发送与接收简介:(3)电视台的发送与电视机的接收 (4)为在屏幕上获得整幅的图像,无论摄像管还是显象管都要进行“扫描”.二、移动通信 移动通信是指通信双方至少有一方可以自由移动进行信息交换的通信方式。 移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合现代社会人们对通信技术的要求，成为20世纪80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。你能想象出移动通信的工作模式吗？ 移动通信系统是一个有线与无线相结合的综合通信系统。以甲市移动用户A与乙市移动用户B进行移动通信为例，其信号流程图如图：10.雷达:通过物体对无线电波反射来发现目标,测定目标有关参考知识1.数字信号:2.多普勒雷达?
多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成反比。
脉冲多普勒雷达的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。根据多普勒频率的大小,可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线,滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号. 所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。
机载火控系统用的主要是脉冲多普勒雷达。如美国战机装备的 A P G－68雷达，代表了机载脉冲多普勒火控雷达的先进水平。它有18种工作方式，可对空中、地面和海上目标边搜索边跟踪，抗干扰性能好，当飞机在低空飞行时，还可引导飞机跟踪地形起伏，以避免与地面相撞。这种雷达体积小，重量轻,可靠性高.脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。20世纪70年代以来，美国首先在F-14、F-15、F-16飞机上装备，使战斗机具有“下视”雷达，目前脉冲多普勒雷达广泛用于S-27、S-30、歼-10等三代战斗机。
装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹的有效军事装备。此外，这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。 (2)、压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 (3)、等效电路 当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值 一般只有0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 (4)、石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号 。石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路。 随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503 kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的分频得到 15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。面且晶振价格便宜，更换容易。 在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现.
北京音乐台发射的一种电磁波的频率是 FM97.4MHz，他的波长是________m。
2、下列设备的工作不是靠电磁波来实现的是( )
A、无线电广播 B、雷达导航
C、无线电话 D、 有线电话
3、电磁波与水波、声波的重大区别之一是
__________________________。 达标反馈 3×108≈3D电磁波传播不需要介质关于电磁波的说法中正确的（ ）
A、电磁波只能在真空中传播。
B、波长不同的电磁波的速度不同。
C、电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播的。
D、变化的电流在周围的空间产生电磁波。D以下说法中正确的是（ ）
A、频率越大的电磁波，它的传播
速度越大。
B、电磁波和声波一样不能在真空
中传播。
C、不同频率、不同波长的电磁波，
它们的传播速度相同。
D、以上说法都正确。C1991年海湾战争中，以美国为首的多国部队使用了电子干扰，电子干扰是指（ ）
A、向敌方发射电磁波。
B、向敌方发射很强的电磁波。
C、向敌方发射频率很高的电磁波。
D、发射与敌方电子设备相同频率的高强度电磁波，并施放反射电磁波的干扰。 D在短波、中波和长波这三种电磁波中频率最大的是（ ）
A、短波 B、中波 C、长波 D、一样大A电磁波的应用电磁波谱分布示意图按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．无线电广播与电视 从赫兹用实验证实电磁波的存在后，电磁波很快就应用在远距离无线电通信上。1906年，美国做了一次试验性的广播。以后无线电广播就开始进入千家万户。 1932年，英国广播公司播出世界上第一个规范的电视节目，从此，人类开始步入电视时代。 电视系统的原理与广播系统的原理基本相同，它们主要由发射系统和接收系统组成，电视系统有图像和声音两部分，而广播系统则只有声音部分。你能说出电视系统及接收流程图吗？广播系统呢？大家一起想一想 广播 电视的图像和声音信号是依靠什么传过来的?电磁波是传递信号的载体大家一起想一想 无线电广播信号是如何来进行发射和接收的?发射无线电广播信号的发射和接收发射： 2、____________产生___________3、________把__________加载到__________上－－类似于把信绑在信鸽的身上4、_____把_______________________发射出去－－类似于信鸽的放飞－－类似于要远飞的信鸽－－类似于要发出的信件（由_______完成）1、_____把_______转换成________广播电台声音信号音频电信号高频电磁波音频电信号高频电磁波载有音频电信号的电磁波话筒载波发生器调制器天线(音频电信号不能用来直接用来发射)大家一起想一想 无线电广播信号是如何来进行发射和接收的?接收1、天线：2、选台和解调： 3、扬声器：接收：接收在空间传播的_______________（1）通过______从各种各样的电磁波中
选择我们要接收的某一频率的电磁波把音频电信号转换为声音（由_____完成）收音机各种各样的电磁波（2）从高频电信号中取出音频电信号调谐器（没有选择性，若把天线接收的电磁波全部变成声音，只会一片嘈杂)无线电广播信号的发射由广播电台完成。
发射过程：话筒把声音信号转换成电信号，然后再用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线发射到空中。
接收过程：收音机的天线接收到各种各样的电磁波。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定的频率的信号。收音机内的电子电路再把频率信号从中取出来，进行放大，送到扬声器里。扬声器把音频电信号转换成声音，我们就听到广播电台的节目了。无线电广播信号的发射和接收（注意记红字）电磁波的危害尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被人们称为“无形杀手”。1995年4月，美国一架飞机在航行中，由于机上有人使用手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题。大家一起想一想电视信号是如何发射和接收的?电视的发射和接收加载到高频电磁波上_______的接收天线
接收__________发射到空中由_______还原成图像由_______放出声音摄像机话筒____信号____信号声音图像电信号发射机发射天线接收： 电视机高频信号取出____________并放大图像和声音电信号显像管扬声器发射：高频信号（由_______完成）电视台（由_______完成）电视机电视的发射和接收电视用电磁波传递图像信号和声音信号。
声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程大致相似。
图像信号的工作过程：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到高频电流上，通过天线发射到空中。电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显像管把它还原成图像。广播 、电视的发射和接收那么移动电话是如何完成通话的？每个移动电话都是一个电磁波发射器，它通过电磁波把你讲话的信息发射到空中；同时它又是一个电磁波接收器，在空中捕获电磁波，是你得到对方讲话信息。移动通信 2、移动电话靠________ （较大的固定无线电台）
使在不同地方的人可以互相通话无绳电话：主机和手机间没有电话线相连，靠无线电波沟通，
主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。
手机不能离主机太远。设立基地台的原因：1、移动电话机由_____来传递声音，它既是
__________又是_____。电磁波无线电发射台接收台基地台手机体积小，发射功率不大，
天线简单，灵敏度不高。移动电话移动电话不需要电话线，比固定电话方便。移动电话与固定电话的工作原理基本一样，只是移动电话声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。移动电话既是无线电发射台，又是无线电接收台。大家一起想一想 这是为什么?(1)摄像管将光信号 转化为电信号（摄像机核心器件） (2)显像管将电信号转化为光信号（电视机核心器件）9.电视发送与接收简介:(3)电视台的发送与电视机的接收 (4)为在屏幕上获得整幅的图像,无论摄像管还是显象管都要进行“扫描”.二、移动通信 移动通信是指通信双方至少有一方可以自由移动进行信息交换的通信方式。 移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合现代社会人们对通信技术的要求，成为20世纪80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。你能想象出移动通信的工作模式吗？ 移动通信系统是一个有线与无线相结合的综合通信系统。以甲市移动用户A与乙市移动用户B进行移动通信为例，其信号流程图如图：10.雷达:通过物体对无线电波反射来发现目标,测定目标有关参考知识1.数字信号:2.多普勒雷达?
多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成反比。
脉冲多普勒雷达的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。根据多普勒频率的大小,可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线,滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号. 所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。
机载火控系统用的主要是脉冲多普勒雷达。如美国战机装备的 A P G－68雷达，代表了机载脉冲多普勒火控雷达的先进水平。它有18种工作方式，可对空中、地面和海上目标边搜索边跟踪，抗干扰性能好，当飞机在低空飞行时，还可引导飞机跟踪地形起伏，以避免与地面相撞。这种雷达体积小，重量轻,可靠性高.脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。20世纪70年代以来，美国首先在F-14、F-15、F-16飞机上装备，使战斗机具有“下视”雷达，目前脉冲多普勒雷达广泛用于S-27、S-30、歼-10等三代战斗机。
装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹的有效军事装备。此外，这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。 (2)、压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 (3)、等效电路 当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值 一般只有0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 (4)、石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号 。石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路。 随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503 kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的分频得到 15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。面且晶振价格便宜，更换容易。 在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现.