電視和雷達(dá)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

人類認(rèn)識電磁波的歷史還不過一百多年,但是電磁波在科學(xué)技術(shù)和日常生活上的重要性,無論怎樣說都不會過分了。這里我們簡單介紹電視和雷達(dá)的工作原理。

電視在電視發(fā)射端,由攝像管攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)換為電信號.

攝像鏡頭把被攝景物的像投射在攝像管的屏上,電子槍發(fā)出的電子束對屏上的圖像進(jìn)行掃描.掃描的路線如(圖2)所示,從a開始,逐行進(jìn)行,直到b.電子束把一幅圖像按照各點(diǎn)的明暗情況,逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號電流.天線則把帶有圖像信號的電磁波發(fā)射出去.

在電視接收端,天線收到電磁波后產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)過調(diào)諧、解調(diào)等處理,將得到的圖像信號送到顯像管,還原成景物的像。顯像管里的電子槍發(fā)射的電子束也在熒光屏上掃描,掃描的方式和步調(diào)與攝像管的掃描同步。同時(shí),顯像管電子槍發(fā)射電子束的強(qiáng)弱受圖像信號的控制,這樣在熒光屏上便出現(xiàn)了與攝像屏上相同的像.

攝像機(jī)在一秒內(nèi)傳送25張畫面,電視接收機(jī)也以相同的速率在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面.由于畫面更換迅速,眼睛又有視覺暫留現(xiàn)象,所以我們感覺到的是連續(xù)的活動景像.

電視機(jī)天線接收到的電磁波除了載有圖像信號外,還有伴音信號.伴音信號經(jīng)解調(diào)取出后送到揚(yáng)聲器.

電視技術(shù)還廣泛應(yīng)用在工業(yè)、交通、文化教育、國防和科學(xué)研究等各個(gè)方面.

現(xiàn)代化的辦公室常常用到傳真機(jī)。電視傳遞的是活動的圖像,而傳真?zhèn)鬟f的是靜止的圖像,如圖表、書信、照片等。傳真的原理和電視相似,也是把圖像逐點(diǎn)變成電信號,然后通過電話線或其他途經(jīng)傳送出去。

雷達(dá)雷達(dá)是利用無線電波測定物體位置的無線電設(shè)備.

電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發(fā)生反射,雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)特性工作的.波長越短的電磁波,傳播的直線性越好,反射性能越強(qiáng),因此雷達(dá)用的是微波。

雷達(dá)的天線可以轉(zhuǎn)動(它向一定的方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波(叫做脈沖).每次發(fā)射的時(shí)間不超過1ms,兩次發(fā)射的時(shí)間間隔約為這個(gè)時(shí)間的100倍.這樣,發(fā)射出去的無線電波遇到障礙物后返回時(shí),可以在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)被天線接收.測出從發(fā)射無線電波到收到反射波的時(shí)間,就可以求得障礙物的距離,再根據(jù)發(fā)射電波的方向和仰角,便能確定障礙物的位置了.

實(shí)際上,障礙物的距離等情況是由雷達(dá)的指示器直接顯示出來的.當(dāng)雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無線電波時(shí),在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)一個(gè)尖形脈沖;在收到反射回來的無線電波時(shí),在熒光屏上呈現(xiàn)第二個(gè)尖形脈沖(圖5).根據(jù)兩個(gè)脈沖的間隔可以直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離.現(xiàn)代雷達(dá)往往和計(jì)算機(jī)相連,直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

利用雷達(dá)可以探測飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈等軍事目標(biāo),還可以用來為飛機(jī)、船只導(dǎo)航。在天文學(xué)上可以用雷達(dá)研究飛近地球的小行星、慧星等天體,氣象臺則用雷達(dá)探測臺風(fēng)、雷雨云.


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