电磁震荡、电磁波的发射和接收.ppt

第十四章 电磁波 2 电电磁振磁振荡荡3 电磁波的磁波的发射和接收射和接收1.一、一、电磁振磁振荡的的产生生2.LC LC回路里回路里产生的振生的振荡电流是按正弦流是按正弦规律律变化化的。的。3.4.1 1振振荡电流流：像像这种种由由电路路产生生大大小小和和方方向向都都做做周周期性期性变化的化的电流，叫做流，叫做振振荡电流流 2 2振振荡电路路：能能够产生生振振荡电流流的的电路路，叫叫做做振振荡电路路由由自自感感线圈圈和和电容容器器组成成的的振振荡电路路叫叫做做LCLC振振荡电路路，它是一种，它是一种简单的振的振荡电路路 实际应用的用的LCLC振振荡电路中振路中振荡电流的流的频率很高率很高 （1 1）振）振荡电流是流是频率很高的交率很高的交变电流流 （2 2）振振荡电流流跟跟正正弦弦交交变电流流一一样，也也按按正正弦弦规律律变化化 5.电磁磁振振荡：在在振振荡电路路里里产生生振振荡电流流的的过程程中中，电容容器器极极板板上上的的电荷荷，通通过线圈圈的的电流流，以以及及跟跟电流流和和电荷荷相相联系系的的磁磁场和和电场都都发生生周周期期性性变化的化的现象，叫做象，叫做电磁振磁振荡6.2 2阻阻尼尼振振荡：任任何何电磁磁振振荡电路路中中，总存存在在能能量量损耗耗，使使振振荡电流流的的振振幅幅逐逐渐减减小小，这种种振振荡叫叫做做阻阻尼振尼振荡，或叫做，或叫做减幅振减幅振荡 （1 1）振振荡电路路中中的的能能量量损耗耗有有一一部部分分转化化为内内能能（产生焦耳生焦耳热），），还有一部向外有一部向外辐射出去而射出去而损失失 （2 2）如如果果用用振振荡器器不不断断地地将将电源源的的能能量量补充充到到振振荡电路中去，就可以保持等幅振路中去，就可以保持等幅振荡 1 1无阻尼振无阻尼振荡：在在电磁振磁振荡中，如果没有能量中，如果没有能量损失，失，振振荡电流的振幅保持不流的振幅保持不变，这种振种振荡叫做叫做无无阻尼振阻尼振荡，也叫做也叫做等幅振等幅振荡 7.三、三、电磁振磁振荡的周期和的周期和频率率 1周周期期和和频率率：电磁磁振振荡完完成成一一次次周周期期性性变化化所所需需的的时间叫做叫做周期周期，一秒，一秒钟内完成周期内完成周期变化的次数叫做化的次数叫做频率率 LC回路的周期和回路的周期和频率：率：由由回回路路本本身身的的特特性性决决定定这种种由由振振荡回回路路本本身身特特性性所所决决定定的的振振荡周周期期（或或频率率）叫叫做做振振荡电路路的的固固有有周周期期（或或固有固有频率），率），简称称振振荡电路的周期路的周期（或（或频率）率）2在一个周期内，振在一个周期内，振荡电流的方向改流的方向改变两次；两次；电场能（或能（或磁磁场能）完成两次周期性能）完成两次周期性变化化8.LC电路的周期（路的周期（频率）与哪些因素有关？率）与哪些因素有关？电容容较大大时，电容器充容器充电、放、放电的的时间长些些还是短是短些？些？线圈的自感系数圈的自感系数较大大时，电容器充容器充电、放、放电时间长些些还是短些？是短些？根据上面的根据上面的讨论结果，定性地果，定性地讲，LCLC电路的周期路的周期（频率）与率）与电容容C C、电感感L L的大小有什么关系？的大小有什么关系？思考与思考与讨论9.3 3、LCLC回路的周期和回路的周期和频率公式率公式 （1）式中各物理量）式中各物理量T、L、C、f的的单位分位分别是是s、H、F、Hz（2）适适当当地地选择电容容器器和和线圈圈，可可使使振振荡电路路物物周周期期和和频率率符符合我合我们的需要的需要 10.一一.电磁波的磁波的发射射 要有效地要有效地发射射电磁波，振磁波，振荡电路必路必须具有如下特点：具有如下特点：第一，要有足第一，要有足够高的振高的振荡频率。率。振振荡电路向外路向外辐射射能量的本能量的本领与振与振荡频率密切相关。率密切相关。频率越高，率越高，发射射电磁波的本磁波的本领越大越大 第二，振第二，振荡电路的路的电场和磁和磁场必必须分散到尽可能大分散到尽可能大的空的空间，这样才能有效地把能量才能有效地把能量辐射出去。射出去。11.实际应用的开放用的开放电路如路如图丁所示，丁所示，线圈的一端圈的一端用用导线与大地相与大地相连，这条条导线叫做叫做地地线，线圈的圈的另一端与高高地架在空中的另一端与高高地架在空中的天天线相相连。无无线电波波就由就由这样巨大的开放巨大的开放电路路发射出去。射出去。天天线地地线12.利用利用电磁波可以磁波可以传递各种信号各种信号:声音、声音、电视图象象问题：我我们要要传递的的信信号不是等幅号不是等幅高高频振振荡电流流，而是，而是一些一些低低频信信号号（如：声音（如：声音信信号号频率只有几百至几千赫率只有几百至几千赫兹，图象象信信号号频率也不率也不过上万赫上万赫兹）能否把它能否把它们直接直接发送送出出去？去？13.在在电磁波磁波发射技射技术中，使中，使电磁波随各种信号而改磁波随各种信号而改变叫叫调制制。调制有两种方法制有两种方法:1.1.调幅：使高幅：使高频电磁波和振幅随着信号的磁波和振幅随着信号的强弱而弱而变，这种种调制叫做制叫做调幅。幅。2.2.调频：使：使调频电磁波的磁波的频率随信号的率随信号的强弱而弱而变，这种种调制叫做制叫做调频。14.调制制调频调幅幅声音信号的声音信号的调制制过程：程：15.二二.无无线电波的接收波的接收1.接收天接收天线：电磁波在磁波在传播播时如果遇到如果遇到导体，就会体，就会在在导体中体中产生感生感应电流。因此，空中的流。因此，空中的导体可以用体可以用来接收来接收电磁波，磁波，这就是接收天就是接收天线。彩塔接收天彩塔接收天线电报大楼上的接收天大楼上的接收天线16.电谐振：当接收振：当接收电路的固有路的固有频率跟接收到率跟接收到的的电磁波的磁波的频率相同率相同时，接收，接收电路路产生的振生的振荡电流最流最强，这种种现象叫做象叫做电谐振，相当于振，相当于机械振机械振动中的共振。中的共振。17.收音机的调谐电路 图示为收音机的简单的调谐电路，通过可变电容改变调谐电路的固有频率，使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了电台。可可变电容容3.调谐：使接收：使接收电路路产生生电谐振的振的过程叫做程叫做调谐。18.4.4.解解调：用：用调谐电路接收到的感路接收到的感应电流是流是经过调制的高制的高频振振荡电流，流，还不是我不是我们需要的声音或需要的声音或图象信号。象信号。还要要使声音或使声音或图象信号从高象信号从高频电流中流中还原出来，原出来，这个个过程叫做解程叫做解调。解解调是是调制的逆制的逆过程，程，调幅波的解幅波的解调也叫也叫检波波。19.调谐利用利用“电谐振振”检波（解波（解调）接收接收20.信号信号调制制振振荡电流流发射射调谐电路路解解调输出出无无线电波波发射和接受流程射和接受流程图无无线电波的波的发射射无无线电波的接波的接收收21.