船舶无线电通信共48页
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5
小结： 1. 麦克斯韦电磁场理论：
变化的磁场能够在周围空间产生电场； 变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2. 变化的磁场产生电场，变化的电场产 生磁场，变 化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离 的统一的场------电磁场。
6
1.3、电磁波的产生
E
E
B
E
E
B
（1）电磁波的产生：如果在空间某处发生了变化的电场， 就会在空间引起变化的磁场，这个变化的电场和磁场又会在 较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样，变化的电场 和磁场并不局限于空间某个区域，而是由近及远向周围空间 传播开去。电磁场这样由近及远地传播，形成电磁波。
8
（2）振荡电路必须具有如下特点： 第一、要有足夠高的频率。 频率越高，发射电磁波的本 领越大。（单位时间内辐射出去的能量与频率的四次方成 正比） 第二、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 即成为开放电路。 （3）由闭合电路变成开放电路
+++ −−−
9
（4） 电磁波在空间以一定的速度传播 ，其波长λ、频率f、 和波速v的关系遵从波动的一般关系
14
二、频率、周期、波长的定义
▪ 频率（Frequency）：
➢ 定义：电波在单位时间（１Ｓ）内幅值大小与方 向周期性变化的次数。
➢ 符号：Ｆ
➢ 单位：赫兹（Hz）
千赫兹（KHz）
兆赫兹（MHz） G赫兹（GHz）
➢ 换算关系：1000Hz=1KHz ；1000KHz=1MHz ； 1000MHz=1GHz
无线电通信概述
无线电通信是指利用无线电波在空间的传播来传递 信息的通信 。
电磁波与现代科技和人类的生活密切相关。在信息 技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。
电磁波到底是什么？为什么它具有那么大的威力？ 它又是怎样产生的呢？我们又是怎样利用它来传递各种 信号呢？……
我们对电磁波做一下简单 的介绍。
3
麦克斯韦电磁场理论：
（1）变化的磁场产生电场
实验验证：按图连接线路。 问1：小灯泡能否发光？ 问2：线圈中的电荷为什么能定向移动？ 问3：如果线圈断开，线圈中有电流、电场吗？ 问4：如果把线圈拿走，它原来所处的空间有电场吗？
结论：变化的磁场产生电场。
4
（2）变化的电场产生磁场
麦克斯韦根据电现象与磁现 象的相似性和变化的磁场能产生 电场的事实，提出大胆的假设： 变化的电场也能产生磁场，并且 通过严密的理论推导得以证明这 一结论的正确性。 电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场， 变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离 的统一的场，这就是电磁场。（电场和磁场只是这个统 一的电磁场的两种具体表现）
1
1.1、电磁振荡的产生
G
实验如图：先把开关板到电
池组一边，给电容器充电。
L
C
稍后再把开关板到线圈一边，
让电容器通过线圈放电。
S 1.振荡电流：这种电路产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振 荡电流。
2.能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。如图所示是一种简单的振荡 电路，称为LC振荡电路。
3.LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化。
1HZ = 1周/S
13
第二节 无线电波的产生
▪ 一、无线电波的产生：
➢ 高频电流在天线流动会在其周围产生交变的磁场， 在空间中交变磁场再产生交变的电场，交变的电 场再产生交变的磁场。这样在空间中交变的电磁 场不断交替变化，波动传播，从而形成了无线电 波。
▪ 二、无线电传播的速度：
➢ 近似光速 ➢ Ｃ＝３x10８m/s
15
二、频率、周期、波长的定义
无线电报（1894年） 无线电广播（1906年） 无线电导航（1911年） 无线电话（1916年） 短波通讯（1921年） 无线电传真（1923年） 电视（1929年） 微波通讯（1933年） 雷达（1935年） 以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整 个世界面貌发生了深刻的变化。
12
赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的 发展开拓了新的道路，构成了现代文明的 骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定 为赫兹。
G
问：为什么普通的LC振荡电路不能有效地发射L电磁波C？
S7
++++ −−−−
普通的 LC振荡电路中电场主要集中在电容器极板之 间，磁场主要集中在线圈内部，振荡过程中电场能和磁 场能主要是在电路内部互相转化，辐射出去的能量很少， 不能有效发射电磁波。
问：要有效向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特 点？
赫兹第一个证实了光从其本质上说也是一种电磁波的 问题。
发现电磁波产生的巨大影响，连赫兹本人也没料到。 在他发现电磁波的第二年，有人问他，电磁波是否可以用 作无线电通讯，赫兹不敢肯定。赫兹研究电磁波无意中丢 下的种子，却很快在异地开花结果。
11
在发现电磁波不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波 夫分别实现了无线电传播，并很快投人实际使用。 其他利 用电磁波的技术，也像雨后春笋般相继问世。
要介质吗？机械波产生 的机理是什么？电磁波 产生的机理是什么？
10
赫兹用实验证实了麦克斯韦理论的正确性（1888年）
赫兹是一个短命的物理学家。在1894年逝世时，他才 年仅37岁。他从21岁考人柏林大学直到不幸去世，进行 科学研究不足15年，然而却建立了永垂青史的功绩。
赫兹证明：要获得电磁波，就必须建立一个辐射电磁 波源，这个电磁波辐射源还应当有足够的功率。赫兹很快 制成了电磁波辐射源，当时它被称作赫兹振荡器
v
=
λ T
= λ∙f
麦克斯韦从理论上预见：电磁波在真空中的传播速度等于 光在真空中的传播速度。
即电磁波在真空中的传播速度C=3.0×108m/s这个预见后 来得到了证实
（5）电磁场具有电磁能，电磁波在空间传播，电磁能
就随之一起传播。
问题：机械波传播需要
介质吗？电磁波传播需
（6） 电磁波的传播不需要任何介 质。
i
0
T/
T/
3T
Tt
4
2
/4
2
1.2 LC回路的周期和频率
T 2 LC
f 1
2 LC
电磁场理论：19世纪60年代，英国物理学家麦克 斯韦建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅说 明了当时已知的电磁现象，而且预言存在着一种 新的能量传输形式，这就是电磁波。
电磁场理论的诞生，不仅具有深刻的理论Βιβλιοθήκη Baidu义，
而且具有广泛的应用前景，对人类社会发展产生 了巨大而深远的影响。
小结： 1. 麦克斯韦电磁场理论：
变化的磁场能够在周围空间产生电场； 变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2. 变化的磁场产生电场，变化的电场产 生磁场，变 化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离 的统一的场------电磁场。
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1.3、电磁波的产生
E
E
B
E
E
B
（1）电磁波的产生：如果在空间某处发生了变化的电场， 就会在空间引起变化的磁场，这个变化的电场和磁场又会在 较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样，变化的电场 和磁场并不局限于空间某个区域，而是由近及远向周围空间 传播开去。电磁场这样由近及远地传播，形成电磁波。
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（2）振荡电路必须具有如下特点： 第一、要有足夠高的频率。 频率越高，发射电磁波的本 领越大。（单位时间内辐射出去的能量与频率的四次方成 正比） 第二、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 即成为开放电路。 （3）由闭合电路变成开放电路
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（4） 电磁波在空间以一定的速度传播 ，其波长λ、频率f、 和波速v的关系遵从波动的一般关系
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二、频率、周期、波长的定义
▪ 频率（Frequency）：
➢ 定义：电波在单位时间（１Ｓ）内幅值大小与方 向周期性变化的次数。
➢ 符号：Ｆ
➢ 单位：赫兹（Hz）
千赫兹（KHz）
兆赫兹（MHz） G赫兹（GHz）
➢ 换算关系：1000Hz=1KHz ；1000KHz=1MHz ； 1000MHz=1GHz
无线电通信概述
无线电通信是指利用无线电波在空间的传播来传递 信息的通信 。
电磁波与现代科技和人类的生活密切相关。在信息 技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。
电磁波到底是什么？为什么它具有那么大的威力？ 它又是怎样产生的呢？我们又是怎样利用它来传递各种 信号呢？……
我们对电磁波做一下简单 的介绍。
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麦克斯韦电磁场理论：
（1）变化的磁场产生电场
实验验证：按图连接线路。 问1：小灯泡能否发光？ 问2：线圈中的电荷为什么能定向移动？ 问3：如果线圈断开，线圈中有电流、电场吗？ 问4：如果把线圈拿走，它原来所处的空间有电场吗？
结论：变化的磁场产生电场。
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（2）变化的电场产生磁场
麦克斯韦根据电现象与磁现 象的相似性和变化的磁场能产生 电场的事实，提出大胆的假设： 变化的电场也能产生磁场，并且 通过严密的理论推导得以证明这 一结论的正确性。 电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场， 变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离 的统一的场，这就是电磁场。（电场和磁场只是这个统 一的电磁场的两种具体表现）
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1.1、电磁振荡的产生
G
实验如图：先把开关板到电
池组一边，给电容器充电。
L
C
稍后再把开关板到线圈一边，
让电容器通过线圈放电。
S 1.振荡电流：这种电路产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振 荡电流。
2.能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。如图所示是一种简单的振荡 电路，称为LC振荡电路。
3.LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化。
1HZ = 1周/S
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第二节 无线电波的产生
▪ 一、无线电波的产生：
➢ 高频电流在天线流动会在其周围产生交变的磁场， 在空间中交变磁场再产生交变的电场，交变的电 场再产生交变的磁场。这样在空间中交变的电磁 场不断交替变化，波动传播，从而形成了无线电 波。
▪ 二、无线电传播的速度：
➢ 近似光速 ➢ Ｃ＝３x10８m/s
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二、频率、周期、波长的定义
无线电报（1894年） 无线电广播（1906年） 无线电导航（1911年） 无线电话（1916年） 短波通讯（1921年） 无线电传真（1923年） 电视（1929年） 微波通讯（1933年） 雷达（1935年） 以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整 个世界面貌发生了深刻的变化。
12
赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的 发展开拓了新的道路，构成了现代文明的 骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定 为赫兹。
G
问：为什么普通的LC振荡电路不能有效地发射L电磁波C？
S7
++++ −−−−
普通的 LC振荡电路中电场主要集中在电容器极板之 间，磁场主要集中在线圈内部，振荡过程中电场能和磁 场能主要是在电路内部互相转化，辐射出去的能量很少， 不能有效发射电磁波。
问：要有效向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特 点？
赫兹第一个证实了光从其本质上说也是一种电磁波的 问题。
发现电磁波产生的巨大影响，连赫兹本人也没料到。 在他发现电磁波的第二年，有人问他，电磁波是否可以用 作无线电通讯，赫兹不敢肯定。赫兹研究电磁波无意中丢 下的种子，却很快在异地开花结果。
11
在发现电磁波不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波 夫分别实现了无线电传播，并很快投人实际使用。 其他利 用电磁波的技术，也像雨后春笋般相继问世。
要介质吗？机械波产生 的机理是什么？电磁波 产生的机理是什么？
10
赫兹用实验证实了麦克斯韦理论的正确性（1888年）
赫兹是一个短命的物理学家。在1894年逝世时，他才 年仅37岁。他从21岁考人柏林大学直到不幸去世，进行 科学研究不足15年，然而却建立了永垂青史的功绩。
赫兹证明：要获得电磁波，就必须建立一个辐射电磁 波源，这个电磁波辐射源还应当有足够的功率。赫兹很快 制成了电磁波辐射源，当时它被称作赫兹振荡器
v
=
λ T
= λ∙f
麦克斯韦从理论上预见：电磁波在真空中的传播速度等于 光在真空中的传播速度。
即电磁波在真空中的传播速度C=3.0×108m/s这个预见后 来得到了证实
（5）电磁场具有电磁能，电磁波在空间传播，电磁能
就随之一起传播。
问题：机械波传播需要
介质吗？电磁波传播需
（6） 电磁波的传播不需要任何介 质。
i
0
T/
T/
3T
Tt
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1.2 LC回路的周期和频率
T 2 LC
f 1
2 LC
电磁场理论：19世纪60年代，英国物理学家麦克 斯韦建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅说 明了当时已知的电磁现象，而且预言存在着一种 新的能量传输形式，这就是电磁波。
电磁场理论的诞生，不仅具有深刻的理论Βιβλιοθήκη Baidu义，
而且具有广泛的应用前景，对人类社会发展产生 了巨大而深远的影响。