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1、第四章 电磁波及其应用,4.1电磁波的发现,（1）变化的磁场产生电场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,、麦克斯围电磁场理论,均匀变化的电场产生稳定的磁场,、麦克斯围电磁场理论,（2）变化的电场产生磁场,（2）变化的电场产生磁场,振荡电场产生振荡磁场,、麦克斯围电磁场理论,t,t,正弦曲线,振荡电场,振荡磁场,B与E 频率相同,（1）麦克斯韦预言电磁波的存在：,2、电磁波,振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波。,（1）麦克斯韦预言电磁波的存在：,2、电磁波,振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波。,（2）赫兹用实验证实电磁波的存在：,2、电磁波,令人振奋的电火花,
2、（3）电磁波可以在真空中传播。,2、电磁波,传播速度为：,（4）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应和偏振现象。,c=310 8m/s,（5）电磁波有能量。,4.2电磁波谱,一、波长、频率和波速,1.波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离(单位:m) 2.频率:在1s内传播完整波长的个数 3.波速:用来描述波传播快慢的物理量 三者关系:波速=波长 频率,二、电磁波谱,1.概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们 排列成谱 频率逐渐增大 不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性,从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小,、无线电波,范围：波长大于1mm，频率小于3GHz 应用
3、：广播、电视、天体物理研究，微波炉中的微波也是无线电波,4、红外线,范围：波长比无线电波短，比可见光长 特点：红外线具有热效应，任何物体都能辐射红外线，温度越高，红外辐射越强） 应用：红外线遥感遥控红外线加热,5、可见光,波长范围：400nm-700nm 包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫 作用：引起人眼视觉,6、紫外线,波长范围：5nm-400nm 特征：具有较大的能量 应用：杀菌促进钙的吸收防伪（例：验钞机） 危害 ：过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤,7、x射线和射线,范围：波长比紫外线更短 x射线应用：检查人体内部器官金属探伤安检） 射线应用：杀死癌细胞金属探伤,三、电磁波的
4、能量,麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质例：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种现象说明电磁波具有能量,四、太阳辐射,1.太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线 2.能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域 3.波长在黄绿光的辐射能量最强 ,人眼对黄绿光感受最强,4.3电磁波的发射和接收,一、无线电波的发射 1载波：携带声音、图象等信息的高频交变电流， 叫做载波。
5、2调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。,3调幅波：高频载波的振幅 随信号而改变叫调幅波。 4、调频波：高频载波的振频 率随信号而改变叫调频波,二、无线电波的接收： 1、调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐 2、解调：从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调。 三、电视 扫描一帧要0.04s，1s内送25帧图象 四、移动通信 手机同时是电磁波发射器和接收器。要靠强大的固定无线电台（基站）转接。,无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：,4.4信息化社会,一、信息的拾取和传感器 1人的五种感觉：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。 2、传感器：将其他各种信号转变为电信号的仪器 3、传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官 4几种传感器：双金属温度传感器 ，光敏电阻传感器，压力传感器（电容式压力传感器 、电容式话筒）等 二、信息的传递：多媒体传输。电磁波传输，电缆、光缆：有线传输或无线传输。 三、信息的处理和数字通信 1、模拟信号、数字信号： 2、数字信号的优点：抗干扰能力强、容易加密，便于用计算机处理。同一条通信线路可综合传输声音、图象和各种数据。,五、数字电视,不过无法全部实现数字电视的高清晰度、高音质以及其他多项功能,六、信息时代,
