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  • 2021-05-27 发布

高中物理 第3章 电磁波 第3节 电磁波的应用及防护 雷达素材 鲁科版选修3-4(通用)

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雷达 ‎ 对失去联系的马来西亚航空公司370航班的搜索,引起了公众对有关如何追踪飞机的诸多疑问,追踪飞机方位的一个重要手段就是借助雷达。‎ 在生活中,雷达的应用非常普遍。人们通过雷达探测,分析并预报今后一段时间的天气变化;倒车雷达告诉你,车子与周围障碍物的距离等情况;大型雷达还能搜寻并定位远距离的飞机、船舶等。雷达是怎么做到这些的?‎ 在一篇《蝙蝠和雷达》的科普文章里,讲述了科学家通过反复试验,发现了蝙蝠能在夜间飞行,靠的不是眼睛,而是嘴巴和耳朵配合起来,通过超声波来探路和回避障碍物。并从中受到启发,给飞机装上雷达,解决了飞机在夜间安全飞行的问题。‎ 那么雷达是怎么工作的?如何找到或者回避那个“它”?‎ 专家表示,蝙蝠可谓是最简单版的移动“雷达”,也是雷达的最初“原型”。蝙蝠的这种利用超声波定位测距的身体结构,是自然界中完美的生物声纳。而雷达则模拟了蝙蝠的“回声定位”方法,只是不像蝙蝠那样用声波来定位和测距,而是改用传播速度最快的电磁波来进行定位和测距。‎ 最简单的雷达装置包括发射机和接收器两部分。雷达的天线像一个竖起来的巨大锅底。发射机天线朝着一个特定的方向,有规律地发射出一种不连续的无线电信号,每次发射持续的时间约为百万分之一秒,而两次发射的时间间隔大约是万分之一秒,后者是前者的100倍。这样,发射出去的无线电波只要遇上了障碍物,它就可以在这个时间间隔内被反射回来,而这个像锅底似的雷达天线就能接收这个反射波。‎ 发射机的电子电路以一个特定的频率振荡,频率通常高于电台或者电视广播的频率。这种信号借助天线以短电磁能脉冲的形式发送,被称之为“脉冲”。发射一次短电磁能脉冲,天线产生一个窄射束,就像一把扇子。‎ 雷达天线把接收到的波立刻反射送往特殊的接收设备迅速进行处理,通过处理结果,就能知道有关目标物体的部分信息。如目标物体和雷达间的距离、距离变化率或径向速度、方位、高度等。‎