ppt课件 物理 第十四章.ppt

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1、普通高等教育“十二五”创新型规划教材物理主讲人：第十四章电磁振荡和电磁波本章主要讲述有关电磁振荡和电磁波的一些基本知识，并概略地介绍电磁波在无线电技术中的应用.第一节电磁振荡一、振荡电路电路中产生了大小和方向都发生周期性变化的电流，这种电流叫作振荡电流.能够产生振荡电流的电路叫作振荡电路.振荡电路的工作原理：如图14-2所示.以上过程反复的循环下去，在电路中就出现了大小和方向都随时间变化的振荡电流.同时，电路中的能量不断地在电场能与磁场能间相互转化.这种电场能与磁场能不断发生周期性的相互转化的现象，叫作电磁振荡.在电磁振荡中，电荷、电流、电场强度、磁感应强度这几个物理

2、量随时间做周期性变化.磁场能和电场能发生周期性的相互转化.二、自由振荡和阻尼振荡1.自由振荡在振荡电路中，如果电路中没有能量的损失和补充，振荡将永远进行下去，振荡电流的振幅将维持不变，这种振荡叫自由振荡.振荡电路的固有周期T和固有频率分别表示为2.阻尼振荡实际上，任何电路都有电阻，因而在电磁振荡中总有一部分能量转化为热能，还有一部分能量要辐射到周围空间中去.这样，振荡电流的振幅就会不断减小，最后停下来，这种振荡叫作阻尼振荡.思考与练习（14.1）第二节电磁场与电磁波一、电磁场1.变化的磁场在周围空间产生电场2.变化的电场在周围空间产生磁场二、电磁波振荡电路是产生电磁波

3、的波源.电磁波的发射过程就是辐射能量的过程，电磁波在空间传播，电磁能就随着一起传播.电磁波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递.电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播.电磁波的波长、波速及周期或频率的关系为无线电技术中应用的电磁波，叫作无线电波.其波长从几毫米到3000米以上.思考与练习（14.2）第三节电磁波的发射一、开放振荡电路普通的由电容器与线圈组成的LC振荡电路，如图14-10(a).在电磁振荡过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的很少，因此，不能用来发射电磁波.这样的振荡电路，叫作闭合振荡电路.要

4、有效地向外界发射电磁波，振荡电路必须具有如下的特点：(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，才能有效地把电磁场的能量传播出去.如果把电路按照图14-10(b)、(c)所示的那样改进，就会发现，它向外发射电磁波的本领越来越强.这种能够向外发射电磁波的电路，叫作开放振荡电路.二、感应耦合感应耦合在实际发射无线电波的装置中，使开放振荡电路产生振荡电流的方法是：使LC振荡器的线圈L2靠近开放振荡电路的线圈L1，如图14-11所示.这样振荡器电路产生的高频振荡电流通过L2与L1间的互感作用，使L1中就产生了与L2中同频率的振荡电流，振荡电

5、流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射.这种方法叫作感应耦合.三、电磁波的调制1.调幅使高频等幅振荡电流的振幅随信号而改变，叫作调幅.如图14-12所示.经过调幅后发射出去的电磁波叫作调幅波.调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段.2.调频使高频振荡电流的频率随信号而改变的过程，叫作调频.调频广播(FM)和电视都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的高频(VHF)和超高频(UHF)波段.如图14-13所示.四、无线电广播的发射在无线电广播中、一般采用调幅方法进行调制.图14-14是无线电发射机构造示意图.无线电话筒就是一个调制器.由声源S发出的声音使话筒的碳精薄片振

6、动，薄片的振动使碳粒的接触时紧时松，碳粒接触紧，电阻小些；碳粒接触松，则电阻大些.所以，虽然在振荡器中产生的是高频等幅振荡，但线圈中通过的振荡电流的振幅却随声音而改变.由于电磁感应，线圈中的振荡电流也随声音而改变，因此，由天线发射出去的电磁波的振幅也是随声音而改变.思考与练习（14.3）第四节电磁波的接收电谐振一、电谐振当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强.这种现象叫作电谐振.使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路.图14-15所示是收音机的调谐电路.二、解调由无线电发射机发出的电滋波，在无线电接收

7、机天线的调谐电路中激起的感应电流，仍是经过调制的高频振荡电流，还不是我们所需要的信号.必须从这个高频振荡电流中检出它载运着的信号电流来.这个检出的过程，叫作检波.能完成检波作用的装置，叫作检波器.检波是调制的逆过程，因此也叫解调.三、无线电广播的接收从天线上接收到的电信号需经过高频放大器放大，然后利用检波器的单向导电作用，将接收到的高频振荡电流的下半周全部隔除掉.由于检波后的电流中还有高频部分，经接地电容，可将其中的高频部分去掉，最后剩下的是原来电台发射时的音频电流.为了提高响度，还需经音频放大器进行功率放大，最后，由扬声器还原成声音.思考与练习（1