电磁波的发现及应用

关于电磁波的发现及应用（1831-1979）英国物理学家JamesClerkMaxwell1831年6月13日出生于爱丁堡。15岁发表第一篇在英国皇家学会会刊上发表第一篇数学论文。16岁进入爱丁堡大学听课，专攻数学。19岁考入剑桥大学，23岁以优异的成绩毕业，并留校工作。24岁就发表了第一篇关于电磁学的论文《论法拉第的力线》29岁起任伦敦皇家学院物理学和天文学教授。30岁相继发表了《论物理力线》《电磁动力学理论》两篇文章1871年起负责筹划卡文迪许实验室。1879年因癌症逝世，终年48岁。第2页,共38页，2024年2月25日，星期天问题：闭合线圈放在磁场中产生电流的条件?一、麦克斯韦的电磁场理论1、变化的磁场产生电场穿过闭合回路的磁通量发生变化环中产生感应电流的实质:环内产生了电场，电场驱使电子定向移动而产生了电流，电场的方向与电流方向相同。

将金属环拿走，当磁场变化时的电场是否存在？第3页,共38页，2024年2月25日，星期天2、变化的电场产生磁场1.麦克斯韦假设：变化的电场就相当于一种电流。2.奥斯特说：恒定电流的周围会产生磁场。一、麦克斯韦的电磁场理论第4页,共38页，2024年2月25日，星期天一、麦克斯韦的电磁场理论1、变化的磁场产生电场2、变化的电场产生磁场电磁场:变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。电磁波：变化的电场和变化的磁场交替产生，由发生区域向四周由近及远地传播，形成电磁波。电磁波可以在真空中传播！速度等于光速c=3×108m/s第5页,共38页，2024年2月25日，星期天赫兹（1857-1894）赫兹的电火花：第6页,共38页，2024年2月25日，星期天二、电磁波谱波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫做波长；以λ表示。波速：描述波传播快慢的物理量叫做波速；频率：1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。单位是赫兹，Hz。波速=波长×频率

C=λ×f电磁波在真空中的速度：C=3.00×108m/s.第7页,共38页，2024年2月25日，星期天二、电磁波谱电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。第8页,共38页，2024年2月25日，星期天

电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。

第9页,共38页，2024年2月25日，星期天射电望远镜第10页,共38页，2024年2月25日，星期天第11页,共38页，2024年2月25日，星期天第12页,共38页，2024年2月25日，星期天第13页,共38页，2024年2月25日，星期天问题：我们说话的声音一般只能传几十米，最多只有几百米；而当我们的声音通过无线电广播却可以传几千千米以外，甚至传遍全球。为什么？三、电磁波的发射和接收声波：20Hz~20000Hz无线电广播：0.6MHz调制：把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变，叫做调制。第14页,共38页，2024年2月25日，星期天信号源载波调制调幅波AM调幅：使高频载波的振幅随信号而改变叫做调幅。无线电波的发射第15页,共38页，2024年2月25日，星期天信号源载波调制（加载）调频波FM调频：使高频载波的频率随信号而改变叫做调频。无线电波的发射第16页,共38页，2024年2月25日，星期天调谐：选择特定的电磁波的过程。解调：将电磁波中携带信息的信号从高频振荡信号中分离出来的过程.无线电波的接收放大至工作电路解调第17页,共38页，2024年2月25日，星期天例题1：据你所知，哪些场所不宜使用移动电话呢？第18页,共38页，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和传感器（1）传感器：把非电学量转换成为电学量或开关量的元件、器件称为传感器。第19页,共38页，2024年2月25日，星期天生活中的传感器第20页,共38页，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和传感器（3）几种常见传感器的工作原理温度传感器—双金属温度传感器温度升高第21页,共38页，2024年2月25日，星期天温度升高电路接通温度降低1、信息的拾取和传感器（3）几种常见传感器的工作原理温度传感器—双金属温度传感器第22页,共38页，2024年2月25日，星期天温度升高电路接通温度降低电路断开1、信息的拾取和传感器（3）几种常见传感器的工作原理温度传感器—双金属温度传感器第23页,共38页，2024年2月25日，星期天第24页,共38页，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和传感器（3）几种常见传感器的工作原理②光敏电阻传感器RRG光变强RG变小电流变大电压变小输出信号第25页,共38页，2024年2月25日，星期天例题：如右图所示，为光敏电阻自动计数器的示意图，其中Ａ是发光仪器，Ｂ是传送带上物品，Ｒ1为光敏电阻，Ｒ2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理应是()A．当有光照射Ｒ1时，信号处理系统获得高电压B.光线被遮住时，信号处理系统无输出C．信号处理系统每获得一次高电压，就计数一次D．信号处理系统每获得一次低电压，就计数一次

信号处理系统BCAR1R2第26页,共38页，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和传感器（3）几种常见传感器的工作原理③压力传感器压力变化距离变化电容变化充放电电流变化输出信号交流第27页,共38页，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和传感器（3）几种常见传感器的工作原理④声音传感器声波振动振动膜振动电容变化充放电电流变化第28页,共38页，2024年2月25日，星期天1、以下家用电器中没有利用温度传感器的是（）A、洗衣机B、电冰箱C、空调D、电饭锅

例与练A第29页,共38页，2024年2月25日，星期天2、当人走到饭店门口时，门就会自动打开，是因为门上安装了下列哪种传感器（）A、温度传感器B、压力传感器C、红外线传感器D、声音传感器例与练C第30页,共38页，2024年2月25日，星期天3、楼道内的灯在白天无论是否有人经过都应该是关闭的；晚上，若有人经过过道时，灯才会自动亮起来，其余时间也应该是关闭的。设计这种过道灯要使用敏和敏两种开关。光声例与练第31页,共38页，2024年2月25日，星期天2、信息的传递1、利用纸和印刷术传递2、利用电来传递无线传输有线传输电磁波：电缆、光缆：方式电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大第32页,共38页，2024年2月25日，星期天三、信息的处理和数字通信1、模拟信号2、数字信号电压tO010101010101010第33页,共38页，2024年2月25日，星期天1.建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是()A．法拉第B．奥斯特C．赫兹D．麦克斯韦

例与练D2.以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是()A．频率越大，传播的速度越大B．频率不同，传播的速度相同C．频率越大，其波长越大D．频率不同,传播速度也不同

B第34页,共38页，2024年2月25日，星期天例与练3.关于紫外线，下列说法中正确的是()A．一切物体都会发出紫外线B．紫外线可用于无线电通讯C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质D．在紫外线照射下，所有物质会发出荧光C第35页,共38页，2024年2月25日，星期天例与练4、为了使需要传递的音频信号载在电磁波上发射到远方，必须对高频交变电流进行()A．调谐B．调制C．解调D．检波5.转换电视频道，选择自己喜欢的电视节目，称为()A．调幅B．调频C．调制D．调谐BD第36页,共38页，2024年2月25日，星期天6、一般女同学发出声音的最高频率约为1.1kHz，这样的声音通过中央人民广播电台第二套节目720kHz向外广播时，发出的无线电波的