菊座理化实验室 物理 · 选择性必修二

电磁波的发射与接收

无线电波的发射和接收 · LC 电路定频率,天线把波送出去,另一副天线接住

波长 待测m
频率 待测MHz
状态 未发射

公式值,不是实测

左边是发射天线,右边是接收天线和调谐电路,中间是一条正弦形的电磁波。

先猜电感变大,LC 振荡电路的频率会怎样?

先选一个,再看结论和实验。

结论降低。频率跟电感、电容的平方根成反比。

第 1 镜 · 装置 发射天线和接收天线对着摆,中间还没有波;电感 10 μH、电容 100 pF 已经设定好。

第 1 / 5 镜 · 尚未播放
改变条件
电感 L
电容固定 100 pF、光速取 3.0×10⁸ m/s,只换电感

设定电感,然后点播放,看波峰之间的间距怎么变。

要点 · 记忆点

电磁振荡与电磁波
记住这句

先由 L、C 算出频率,再用 c 除以它得波长;发射和接收调到同一个频率,才收得到。

频率只看 L 和 C

f = 1/(2π√(LC))。电感或电容越大,振荡一次用时越长,频率越低。充电多少、电路里的电阻都不改变这个频率。

波长随频率反着走

λ = c/f,真空里 c 取 3.0×10⁸ m/s。频率越低,波长越长。本页三组数据,频率乘波长的结果都是 3.0×10⁸ m/s。

发射靠天线里的高频电流

LC 电路的高频电流送到天线,天线周围的电场和磁场跟着变,变化的电磁场向外传出去,就是电磁波。

接收靠电谐振选台

接收天线的调谐电路固有频率和来波频率相同时,电路里的振荡电流最强。转收音机的旋钮,就是调这个频率。

易错电感翻倍,频率不是减半。f 和 √L 成反比,20 μH 的频率是 10 μH 的 0.71 倍,波长是 1.41 倍。

观察什么

换电感

10、20、40 μH 依次换过去,波峰间距一段比一段宽,波长读数从 59.6 米涨到 119.2 米。

两个读数

频率降下去,波长升上来,乘积始终是 3.0×10⁸ m/s。

接收端

波传到接收天线,调谐电路里的波形跟着亮;亮了就是频率对上了。

这个实验在说明什么

这页把频率和波长摆在一起看:先由 L、C 定出频率,再用 c 除以它得波长。发射天线和接收天线对着摆,波峰一个一个向右推过去,相邻两个波峰之间的距离就是波长。

电容固定 100 pF,只换电感,频率的变化就只来自 L。发射端调到什么频率,接收端的调谐电路也得调到同一个频率,那里的振荡电流才最强,波形才跟着亮。

f = 1/(2π√(LC)) 只看 L 和 C,充电多少、电路里的电阻都不改变它。真实波长在 59.6 米到 119.2 米之间,画布放不下,波形是压缩过的,不能拿来量波长;电感翻倍,频率也不是减半。

电容 100 pF、光速 3.0×10⁸ m/s 是设定值,频率和波长按公式算出,不是实测。真实波长在 59.6 米到 119.2 米之间,画布放不下,波形是压缩过的,不能用来量波长。教材:人教社电子课本 · 物理选择性必修第二册。

讲给家长听

合上这一页,说说电磁波的波长怎么算。

卡住了?看一眼

先由 L、C 算出频率,再用光速除以频率得波长。