電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用

關于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用（1831-1979）英國物理學家JamesClerkMaxwell1831年6月13日出生于愛丁堡。15歲發(fā)表第一篇在英國皇家學會會刊上發(fā)表第一篇數(shù)學論文。16歲進入愛丁堡大學聽課，專攻數(shù)學。19歲考入劍橋大學，23歲以優(yōu)異的成績畢業(yè)，并留校工作。24歲就發(fā)表了第一篇關于電磁學的論文《論法拉第的力線》29歲起任倫敦皇家學院物理學和天文學教授。30歲相繼發(fā)表了《論物理力線》《電磁動力學理論》兩篇文章1871年起負責籌劃卡文迪許實驗室。1879年因癌癥逝世，終年48歲。第2頁,共38頁，2024年2月25日，星期天問題：閉合線圈放在磁場中產(chǎn)生電流的條件?一、麥克斯韋的電磁場理論1、變化的磁場產(chǎn)生電場穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化環(huán)中產(chǎn)生感應電流的實質(zhì):環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了電場，電場驅(qū)使電子定向移動而產(chǎn)生了電流，電場的方向與電流方向相同。

將金屬環(huán)拿走，當磁場變化時的電場是否存在？第3頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2、變化的電場產(chǎn)生磁場1.麥克斯韋假設：變化的電場就相當于一種電流。2.奧斯特說：恒定電流的周圍會產(chǎn)生磁場。一、麥克斯韋的電磁場理論第4頁,共38頁，2024年2月25日，星期天一、麥克斯韋的電磁場理論1、變化的磁場產(chǎn)生電場2、變化的電場產(chǎn)生磁場電磁場:變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場。電磁波：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向四周由近及遠地傳播，形成電磁波。電磁波可以在真空中傳播！速度等于光速c=3×108m/s第5頁,共38頁，2024年2月25日，星期天赫茲（1857-1894）赫茲的電火花：第6頁,共38頁，2024年2月25日，星期天二、電磁波譜波長：鄰近的兩個波峰（或波谷）的距離叫做波長；以λ表示。波速：描述波傳播快慢的物理量叫做波速；頻率：1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過，波的頻率就是多少。單位是赫茲，Hz。波速=波長×頻率

C=λ×f電磁波在真空中的速度：C=3.00×108m/s.第7頁,共38頁，2024年2月25日，星期天二、電磁波譜電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。第8頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

電磁波有能量。電磁波是一種物質(zhì)存在的形式。

第9頁,共38頁，2024年2月25日，星期天射電望遠鏡第10頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共38頁，2024年2月25日，星期天問題：我們說話的聲音一般只能傳幾十米，最多只有幾百米；而當我們的聲音通過無線電廣播卻可以傳幾千千米以外，甚至傳遍全球。為什么？三、電磁波的發(fā)射和接收聲波：20Hz~20000Hz無線電廣播：0.6MHz調(diào)制：把信息加到載波上，就是使載波隨信號而改變，叫做調(diào)制。第14頁,共38頁，2024年2月25日，星期天信號源載波調(diào)制調(diào)幅波AM調(diào)幅：使高頻載波的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅。無線電波的發(fā)射第15頁,共38頁，2024年2月25日，星期天信號源載波調(diào)制（加載）調(diào)頻波FM調(diào)頻：使高頻載波的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻。無線電波的發(fā)射第16頁,共38頁，2024年2月25日，星期天調(diào)諧：選擇特定的電磁波的過程。解調(diào)：將電磁波中攜帶信息的信號從高頻振蕩信號中分離出來的過程.無線電波的接收放大至工作電路解調(diào)第17頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例題1：據(jù)你所知，哪些場所不宜使用移動電話呢？第18頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（1）傳感器：把非電學量轉換成為電學量或開關量的元件、器件稱為傳感器。第19頁,共38頁，2024年2月25日，星期天生活中的傳感器第20頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理溫度傳感器—雙金屬溫度傳感器溫度升高第21頁,共38頁，2024年2月25日，星期天溫度升高電路接通溫度降低1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理溫度傳感器—雙金屬溫度傳感器第22頁,共38頁，2024年2月25日，星期天溫度升高電路接通溫度降低電路斷開1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理溫度傳感器—雙金屬溫度傳感器第23頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理②光敏電阻傳感器RRG光變強RG變小電流變大電壓變小輸出信號第25頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例題：如右圖所示，為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中Ａ是發(fā)光儀器，Ｂ是傳送帶上物品，Ｒ1為光敏電阻，Ｒ2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理應是()A．當有光照射Ｒ1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B.光線被遮住時，信號處理系統(tǒng)無輸出C．信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓，就計數(shù)一次D．信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓，就計數(shù)一次

信號處理系統(tǒng)BCAR1R2第26頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理③壓力傳感器壓力變化距離變化電容變化充放電電流變化輸出信號交流第27頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、信息的拾取和傳感器（3）幾種常見傳感器的工作原理④聲音傳感器聲波振動振動膜振動電容變化充放電電流變化第28頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1、以下家用電器中沒有利用溫度傳感器的是（）A、洗衣機B、電冰箱C、空調(diào)D、電飯鍋

例與練A第29頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2、當人走到飯店門口時，門就會自動打開，是因為門上安裝了下列哪種傳感器（）A、溫度傳感器B、壓力傳感器C、紅外線傳感器D、聲音傳感器例與練C第30頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3、樓道內(nèi)的燈在白天無論是否有人經(jīng)過都應該是關閉的；晚上，若有人經(jīng)過過道時，燈才會自動亮起來，其余時間也應該是關閉的。設計這種過道燈要使用敏和敏兩種開關。光聲例與練第31頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2、信息的傳遞1、利用紙和印刷術傳遞2、利用電來傳遞無線傳輸有線傳輸電磁波：電纜、光纜：方式電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大第32頁,共38頁，2024年2月25日，星期天三、信息的處理和數(shù)字通信1、模擬信號2、數(shù)字信號電壓tO010101010101010第33頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1.建立完整的電磁場理論并預言電磁波存在的科學家是()A．法拉第B．奧斯特C．赫茲D．麥克斯韋

例與練D2.以下有關在真空中傳播的電磁波的說法正確的是()A．頻率越大，傳播的速度越大B．頻率不同，傳播的速度相同C．頻率越大，其波長越大D．頻率不同,傳播速度也不同

B第34頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例與練3.關于紫外線，下列說法中正確的是()A．一切物體都會發(fā)出紫外線B．紫外線可用于無線電通訊C．紫外線有較高的能量，足以破壞細胞中的物質(zhì)D．在紫外線照射下，所有物質(zhì)會發(fā)出熒光C第35頁,共38頁，2024年2月25日，星期天例與練4、為了使需要傳遞的音頻信號載在電磁波上發(fā)射到遠方，必須對高頻交變電流進行()A．調(diào)諧B．調(diào)制C．解調(diào)D．檢波5.轉換電視頻道，選擇自己喜歡的電視節(jié)目，稱為()A．調(diào)幅B．調(diào)頻C．調(diào)制D．調(diào)諧BD第36頁,共38頁，2024年2月25日，星期天6、一般女同學發(fā)出聲音的最高頻率約為1.1kHz，這樣的聲音通過中央人民廣播電臺第二套節(jié)目720kHz向外廣播時，發(fā)出的無線電波的