1、10.1神奇的電磁波神奇的電磁波 電磁波在通信、遙感、空間探測、工農(nóng)電磁波在通信、遙感、空間探測、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科學研究及日常生活中都得業(yè)生產(chǎn)、國防、科學研究及日常生活中都得到了廣泛的應用。到了廣泛的應用。 進入進入2020世紀，無線電通信事業(yè)得到了迅世紀，無線電通信事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，相繼出現(xiàn)了無線電廣播、雷達、無猛發(fā)展，相繼出現(xiàn)了無線電廣播、雷達、無線電傳真機、電視、無線電尋呼機（線電傳真機、電視、無線電尋呼機（BPBP機）、機）、移動電話（手機）。移動電話（手機）。19571957年，第一顆人造衛(wèi)年，第一顆人造衛(wèi)星發(fā)身成功，人類開始步入衛(wèi)星通信時代。星發(fā)身成功，人類開始步入衛(wèi)星通信時

2、代。前言前言10.雷達雷達:通過物體對無線電波反射來發(fā)現(xiàn)目標通過物體對無線電波反射來發(fā)現(xiàn)目標,測定目標測定目標不能忘記的日子不能忘記的日子:1895年年,意大利的馬可尼利用電磁意大利的馬可尼利用電磁波成功地實現(xiàn)了無線電通波成功地實現(xiàn)了無線電通信信,揭開了人類通信史上的揭開了人類通信史上的新篇章新篇章.無線電廣播電視雷達雷達例如：水波問題：電磁波和水波類似？一、認識電磁波1、電磁波的發(fā)現(xiàn)、電磁波的發(fā)現(xiàn)1、電磁波的發(fā)現(xiàn)背景、電磁波的發(fā)現(xiàn)背景A、麥克斯韋-科學神童B、法拉第對麥克斯韋的激勵C、前人的工作成果2、偉大的預言、偉大的預言A、變化的磁場產(chǎn)生電場-電磁感應現(xiàn)象B、假設-變化的電場會產(chǎn)生磁場C

3、 C、預言電磁場的存在、預言電磁場的存在-1864年，麥氏發(fā)表年，麥氏發(fā)表了電磁場理論，成為人類歷史上預言電磁波存了電磁場理論，成為人類歷史上預言電磁波存在的第一人。在的第一人。A、電磁波與機械波的區(qū)別B、電磁波的速度-光速！C、光是一種電磁波3、赫茲實驗、赫茲實驗一天，赫茲在一間暗室里做實驗。他在兩個相一天，赫茲在一間暗室里做實驗。他在兩個相隔很近的金屬小球上加上高電壓，隨之便產(chǎn)生隔很近的金屬小球上加上高電壓，隨之便產(chǎn)生一陣陣噼噼啪啪的火花放電。這時，在他身后一陣陣噼噼啪啪的火花放電。這時，在他身后放著一個沒有封口的圓環(huán)。當赫茲把圓環(huán)的開放著一個沒有封口的圓環(huán)。當赫茲把圓環(huán)的開口處調(diào)小到一定

4、程度時，便看到有火花越過縫口處調(diào)小到一定程度時，便看到有火花越過縫隙。通過這個實驗，他得出了電磁能量可以越隙。通過這個實驗，他得出了電磁能量可以越過空間進行傳播的結(jié)論。赫茲的發(fā)現(xiàn)公布之后，過空間進行傳播的結(jié)論。赫茲的發(fā)現(xiàn)公布之后，轟動了全世界的科學界，轟動了全世界的科學界，1887年成為了近代年成為了近代科學技術(shù)史的一座里程碑，為了紀念這位杰出科學技術(shù)史的一座里程碑，為了紀念這位杰出的科學家，電磁波的單位便命名為的科學家，電磁波的單位便命名為- -赫茲赫茲（Hz）。）。 赫茲實驗的意義：赫茲實驗的意義：赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它不但證明了麥克斯韋理赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它不但證明了麥

5、克斯韋理論的正確，更重要的是導致了無線電的誕生，開辟了電子論的正確，更重要的是導致了無線電的誕生，開辟了電子技術(shù)的新紀元，標志著從技術(shù)的新紀元，標志著從“有線電通信有線電通信”向向“無線電通信無線電通信”的轉(zhuǎn)折點。也是整個移動通信的發(fā)源點，應該說，從這時的轉(zhuǎn)折點。也是整個移動通信的發(fā)源點，應該說，從這時開始，人類開始進入了無線通信的新領域。開始，人類開始進入了無線通信的新領域。電磁波成果電磁波成果無線電報無線電報(1901)(1901)廣播廣播(1906)(1906)電話電話(1916)(1916)傳真?zhèn)髡?1923)(1923)電視電視(1929)(1929)微波微波(1933)(1933)

6、雷達雷達(1935)(1935)衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊電子計電子計算機因特網(wǎng)等都與電磁波理論相關(guān)。算機因特網(wǎng)等都與電磁波理論相關(guān)。 5、 隱身飛機是怎么隱身的？隱身飛機是怎么隱身的？隱身大體可以分為三種：1.視覺隱身（或光學隱身） 光線彎曲，透視等。2.紅外隱身 紅外輻射屏蔽。3.電磁隱身（或雷達隱身） 外形整體設計，涂敷吸波材料，面阻抗加載等。F22隱身戰(zhàn)斗機二、電磁波譜二、電磁波譜v電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜順序把它們排列成譜，叫電磁波譜v由無線電波、紅外線、可見光、紫外線、由無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、

7、倫琴射線、射線合起來構(gòu)成范圍非常廣射線合起來構(gòu)成范圍非常廣闊的電磁波譜闊的電磁波譜1 1、電磁波頻譜的劃分、電磁波頻譜的劃分 頻段 波長范圍 頻率范圍極高頻(EHF) 0.11 cm 30 300 GHz特高頻(SHF) 1 10 cm 3 30 GHz超高頻(UHF) 10 100 cm 0.3 3 GHz甚高頻(VHF) 1 10 m 30 300 MHz高頻(HF) 10 100 m 3 30 MHz中頻(MF) 0.1 1 km 0.3 3 MHz低頻(LF) 1 10 km 30 300 kHz甚低頻(VLF) 10 100 km 3 30 kHz超低頻(ULF) 0.1 1 Mm

8、0.3 3 kHz特低頻(SLF) 1 10 Mm 30 300 Hz極低頻(ELF) 10 100 Mm 3 30 Hz紫紫 靛靛電磁波譜分布示意圖電磁波譜分布示意圖2、電磁波譜、電磁波譜3、無線電波、無線電波v無線電波：波長大于無線電波：波長大于1mm（頻率小于（頻率小于300GHz)的電磁波的電磁波v用途：通信、用途：通信、廣播廣播和天體物理研究等和天體物理研究等(1)(1)紅外線是一種波長比紅紅外線是一種波長比紅 光的波長還長光的波長還長的不可見光。其波長范圍很寬，約的不可見光。其波長范圍很寬，約750 nm750 nm10106 6 nmnm(2)(2)顯著作用：熱作用。顯著作用：熱

9、作用。(3)(3)由英國物理學家赫謝爾于由英國物理學家赫謝爾于18001800年首先年首先發(fā)現(xiàn)紅外線，一切物體都在不停地輻射紅發(fā)現(xiàn)紅外線，一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射紅外線的本領外線，物體溫度越高，輻射紅外線的本領越強。越強。 4、紅外線、紅外線(4)(4)用途用途: :紅外攝影、紅外遙感技術(shù)紅外攝影、紅外遙感技術(shù)長三角的長三角的“熱島熱島” 觀察物體，照像等等，都是可見觀察物體，照像等等，都是可見光的應用。光的應用。 能作用于人的眼睛并引起視覺的能作用于人的眼睛并引起視覺的稱為可見光，如：紅、橙、黃、綠、稱為可見光，如：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫各色光。藍、靛、紫各色光。

10、在電磁波中是一個很窄的波段，在電磁波中是一個很窄的波段，（波長為（波長為750nm370nm）。5、可見光、可見光6、紫外線、紫外線（2 2）由德國物理學家里特于）由德國物理學家里特于18011801年首年首先發(fā)現(xiàn)的，一切高溫物體發(fā)出的先發(fā)現(xiàn)的，一切高溫物體發(fā)出的光中，都有紫外線。光中，都有紫外線。（1 1）紫外線是一種波長比紫光還短的不）紫外線是一種波長比紫光還短的不可見光；其波長范圍約可見光；其波長范圍約5nm5nm370nm370nm，顯著作用：顯著作用：A A、熒光，、熒光，B B、化學作、化學作用，用，C C、殺菌消毒、殺菌消毒三、電磁波的應用討論：討論： 在在“非典非典”非常時期，

11、常常在教室非常時期，常常在教室內(nèi)開內(nèi)開“紫外線燈紫外線燈”為什么？為什么？電磁波的應用電磁波的應用v在發(fā)現(xiàn)電磁波不到在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6 6年，利用年，利用電磁波的技術(shù)，如雨后春筍般電磁波的技術(shù)，如雨后春筍般相繼問世。相繼問世。v無線電報（無線電報（18941894年）年）v無線電廣播（無線電廣播（19061906年）年）v無線電導航（無線電導航（19111911年）年）v無線電話（無線電話（19161916年）年）利用紫外利用紫外線的熒光線的熒光作用檢驗作用檢驗人民幣的人民幣的真?zhèn)握鎮(zhèn)巫贤饩€殺紫外線殺菌燈菌燈防紫外線雨傘防紫外線雨傘倫琴射線（倫琴射線（X射線）是一種波射線）是一種波長比紫外線更

12、短的不可見光。長比紫外線更短的不可見光。有較強的穿透能力。有較強的穿透能力。倫琴射線和倫琴射線和射線射線比倫琴射線還短的那就是比倫琴射線還短的那就是射射線。線。 X射線的應用？射線的應用？討論：討論： X射線照射下的魚射線照射下的魚X射射線線照照射射下下的的手手電磁波的能量電磁波的能量v電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)八、太陽輻射八、太陽輻射能量的相對大小能量的相對大小波長波長/nm400800120016002000紫外線紫外線可見光可見光紅外線紅外線黃綠光黃綠光八、太陽輻射八、太陽輻射v陽光含有：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、射線v太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個區(qū)域v陽光中波長在5.5x10-7m的黃綠光附近，輻射的能量最強，這區(qū)域恰好是人眼最敏感v短波通信（短波通信（19211921年）年）v無線電傳真（無線電傳真（19231923年）年）v電視（電視（19291929年）年）v微波通信（微波通信（19331933年）年）v雷達（雷達（19351935年）年）v遙控、遙感、衛(wèi)星通信、遙控