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。‎