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3.2 电磁波的发射、传播、接收
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1888年,即在麦克斯韦发现电磁场理论20多年后,德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.
注:在无线技术中使用的电磁波叫无线电波
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利用电磁波传递信息时,首先要电磁波向远方发射出去,通常都用振荡电路发射无线电波。当振动电路中发生电磁振荡时,周围空间就会产生变化的电场和磁场,并以电磁波的形式向远方传播。
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有效的向外界发射电磁波的条件:
1、要有足够高的振荡频率。
2、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
改造LC振荡电路——由闭合电路成开放电路
一、无线电波的发射
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周围空间的电磁场很弱,发射效果差
增大电容器极板间的距离,减少极板间的面积,同时减少自感线圈的匝数
2.由闭合电路变成开放电路
为了发射电磁波,需要改进振荡电路。一方面增大电容器极板间距离、减少正对面积;另一方面减少线圈的匝数,来减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。
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在实际应用中,开放电路的下部分导线通常接地。叫做地线,上部分导线尽可能分散到高处,叫做天线。电磁波就是通过天线和地线所组成的开放电路发射出去的。
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1、发射无线电波的装置:
振荡器
L1
L2
开放电路
地线
天线
无线电波由开放电路发射出去
振荡器电路
一、无线电波的发射
实际发射用感应耦合电路。
实际的发射装置
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为了使开放电路中产生振荡电流,常用如图所示的方法,使振荡器的线圈L2靠近开放振荡电路的线圈L1 。当振荡器中产生振荡电流时,由于互感作用,就可以在开放振荡电路中产生相同频率的振荡电流,这种方法叫做感应耦合。
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电视信号发射塔上的信号发射天线
无线电信号发射塔
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为了传送声音、文字、图象等信号,首先要把传递的信号转变成电信号。
但这种电信号的频率较低,不能直接发射出去,需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。
这种要把传递的电信号(叫做调制信号)加到高频振荡电路(叫做载波)上的过程叫做调制;进行调制的装置叫做调制器。
载波:振荡器产生的高频交变电流,是用来携带声音、图象等信息的,叫做载波。
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把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上,叫做调制。
常用的调制方式有调幅和调频两种:
a、调幅:使高频振荡的振幅随信号而变的,这种调制叫做调幅,用AM表示。
b、调频:使高频振荡的频率随信号而变的,这种调制叫做调频。用FM表示。
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声音信号
高频振荡电流
调 幅
使高频振荡的振幅随信号而改变
a、调幅:使高频振荡的振幅随信号而变的,这种调制叫做调幅,用AM表示。
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声音信号
高频振荡电流
调 频
使高频振荡的频率随信号而改变
b、调频:使高频振荡的频率随信号而变的,这种调制叫做调频。用FM表示。
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一、无线电波的发射
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二、无线电波的传播:
1、地波:沿地球表面空间传播的无线电波叫地波。
因为长波、中波、中短波。波长很长,能够很好的绕过障碍物,所以可以贴地面传播。
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2、天波:依靠电离层的反射来传播的无线电波叫天波。
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3、直线传播:微波又叫超短波,
波长非常短,能够穿透电离层,沿直线传播。它既不能以地波的形式传播,又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播。
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无线电波传播的多种方式
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二、电磁波的传播
方式有三种:
天波、地波、空间波
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、适合传播何种波。
传播形式
适合的波段
特 点
地波
沿地球表面空间传播
长波、中波、中短波
衍射能力较强
天波
靠大气中电离层的反射传播
短波
反射能力较强
空间波
沿直线传播
超短波和微波
穿透能力较强
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我们生活的空间布满了强弱
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