《電磁波的發(fā)射和接收》知識(shí)清單

《電磁波的發(fā)射和接收》知識(shí)清單一、電場(chǎng)1、電場(chǎng)的基本概念-電荷周圍存在一種特殊的物質(zhì)叫電場(chǎng)。就像我們身邊有空氣一樣，雖然看不見摸不著，但它是存在的。-電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用，這個(gè)力就叫電場(chǎng)力。2、電場(chǎng)強(qiáng)度-**定義**：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于放在該點(diǎn)的試探電荷所受的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值。用公式表示就是E=F/q(E是電場(chǎng)強(qiáng)度，單位是牛每庫(kù)侖，符號(hào)是N/C)。這就好比我們衡量一個(gè)地方的擁擠程度，用人數(shù)（電場(chǎng)力F）除以地方的大?。姾闪縬）。-電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，它的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同。如果是負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)，它所受電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。-電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷無(wú)關(guān)。不管你放不放試探電荷，這個(gè)地方的電場(chǎng)強(qiáng)度是固定的。3、電場(chǎng)線-電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的假想曲線。就像我們畫地圖上的等高線一樣，雖然不是真的線，但能幫助我們理解電場(chǎng)。-電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。比如，一群人擠在一個(gè)小地方就很密，代表這個(gè)地方很“擠”（電場(chǎng)強(qiáng)度大）。-電場(chǎng)線的方向是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷（或者無(wú)窮遠(yuǎn)處）。二、電磁波與信息時(shí)代1、電磁波的產(chǎn)生-當(dāng)導(dǎo)體中有迅速變化的電流時(shí)，會(huì)在周圍空間產(chǎn)生電磁波。比如我們的手機(jī)信號(hào)發(fā)射塔，它里面的電流迅速變化，就會(huì)產(chǎn)生電磁波向四周傳播。-麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。這就像一個(gè)循環(huán)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互依存、相互產(chǎn)生。2、電磁波的特性-電磁波是橫波，它的電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向都與傳播方向垂直?？梢韵胂蟪梢粋€(gè)波浪，傳播方向是向前的，而電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向是左右或者上下的。-電磁波在真空中的傳播速度c=3×10?m/s(這是一個(gè)非?？斓乃俣龋任覀兂Ｒ姷乃俣榷家旌芏?，這個(gè)速度和光速一樣。-電磁波的波長(zhǎng)λ、頻率f和波速c之間的關(guān)系為c=λf(就像速度等于路程除以時(shí)間一樣，這里波速等于波長(zhǎng)乘以頻率)。不同頻率的電磁波有不同的用途，比如無(wú)線電波用于通信，紅外線用于遙控等。3、電磁波的發(fā)射-要有效地發(fā)射電磁波，需要采用開放電路，并且要有足夠高的頻率。就像我們要把聲音傳得遠(yuǎn)，就得大聲喊（足夠高的頻率）而且要在開闊的地方（開放電路）。-調(diào)制：把要傳遞的信號(hào)“搭載”到高頻等幅振蕩電流上的過(guò)程。分為調(diào)幅和調(diào)頻。調(diào)幅就像是把貨物裝在一輛大卡車上（高頻等幅振蕩電流），通過(guò)改變卡車的某些特征（幅度）來(lái)表示貨物的信息；調(diào)頻則是通過(guò)改變卡車行駛的速度（頻率）來(lái)表示貨物的信息。4、電磁波的接收-當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這就是電諧振現(xiàn)象。就像一把鑰匙開一把鎖，頻率相同就容易產(chǎn)生共鳴。-調(diào)諧：從眾多的電磁波中選出我們需要的頻率的電磁波的過(guò)程。就像在一群人說(shuō)話中，只聽我們想聽的那個(gè)人說(shuō)話。-解調(diào)：從高頻振蕩電流中把信號(hào)取出來(lái)的過(guò)程。這是把貨物從卡車上卸下來(lái)的過(guò)程。三、相關(guān)習(xí)題1、一個(gè)電荷量為2×10??C的試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為4×10?3N，求該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。-解：根據(jù)E=F/q(這里F=4×10?3N，q=2×10??C)，E=(4×10?3)/(2×10??)=2×103N/C。2、已知某電磁波的頻率為100MHz，求它在真空中的波長(zhǎng)。-解：因?yàn)閏=λf，c=3×10?m/s，f=100×10?H