【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第六章無(wú)線電基礎(chǔ)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫(kù)（1庫(kù)倫=3×10?靜庫(kù)）；電勢(shì)的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質(zhì)量單位的。】?

§6-14無(wú)線電技術(shù)的廣泛應(yīng)用

【01】無(wú)線電的應(yīng)用，除了無(wú)線電報(bào)、無(wú)線電話和廣播以外，在近二十幾年以來(lái)，又有了很大的發(fā)展。它可以用來(lái)定位、傳送形象，也可以用來(lái)進(jìn)行高速運(yùn)算及遠(yuǎn)距離操縱等，現(xiàn)在扼要地?cái)⑹鋈缦拢?

1、雷達(dá)

【02】雷達(dá)是利用無(wú)線電波測(cè)量物體的位置與距離的一種無(wú)線電裝置。

【03】我們知道，任何一種波，在傳播過(guò)程中遇到障得物的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生反射。雷達(dá)就是利用這個(gè)道理來(lái)工作的。觀測(cè)者用超短波發(fā)送機(jī)和定向天線，向某個(gè)方向發(fā)出一束波長(zhǎng)很短的電磁波，當(dāng)它遇到障礙物時(shí)，反射回來(lái)的反射波，被接收下來(lái)。根據(jù)從開(kāi)始發(fā)射到接收到反射波的時(shí)間間隔和反射波的方向，就可測(cè)出障礙物的位置和距觀測(cè)者的距離。當(dāng)發(fā)送機(jī)在很短的時(shí)間內(nèi)（如一微秒），發(fā)射出一束電磁波時(shí)，同時(shí)有一小部分送到示波器中去，在熒光屏上出現(xiàn)一個(gè)發(fā)射波的信號(hào)，如圖6·44中 P 所示，發(fā)送機(jī)停止工作后，在較長(zhǎng)的停歇時(shí)間內(nèi)（如一千微秒），一部分反射波回到發(fā)送處，被接收機(jī)接收下來(lái)，在熒光屏上出現(xiàn)一個(gè)反射波信號(hào)，如圖6·44中 P' 所示。從發(fā)射開(kāi)始到接收到反射波的時(shí)間，根據(jù) 2s＝vt，就可算出目標(biāo)和觀測(cè)者的距離 s? 。這里 v 是電磁波傳播速度，t 為由發(fā)射到接收反射波的時(shí)間，由于距離 s 與時(shí)間 t 成正比，故在熒光屏上可直接標(biāo)出距離來(lái)。這時(shí)定向天線所對(duì)的方向，就是障礙物的方向。

【04】雷達(dá)除了在軍事上用來(lái)偵察敵方耳標(biāo)外，還可以利用它指揮飛機(jī)或艦船的盲目航行。在氣象觀測(cè)上也可以利用雷達(dá)來(lái)追蹤雷雨或風(fēng)暴的活動(dòng)。

2、電視

【05】電視是利用無(wú)線電波把遠(yuǎn)處的運(yùn)動(dòng)物體的象，送到我們面前的一種裝置。

【06】電視的工作過(guò)程就是把光學(xué)圖象變成電信號(hào)，通過(guò)一定的裝置，把它以電磁波形式發(fā)送出去，接收機(jī)接收后，再把它轉(zhuǎn)換成原來(lái)的光學(xué)圖象。要把光能轉(zhuǎn)換成電的信號(hào)，需用一個(gè)光電管。光電管是一個(gè)抽去空氣的玻璃泡，如圖6·45所示。泡內(nèi)一部分內(nèi)壁鍍著某種堿金屬 K 作為陰極，接在電源的負(fù)極上；在泡的中央，另有一個(gè)金屬環(huán) A 作為陽(yáng)極，接在電源的正極上。在光線的照射下，堿金屬放射出電子，叫做光電子，放出的光電子數(shù)目與照射光的強(qiáng)弱成正比，利用這一光電效應(yīng)，就能夠把光的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變成為與它成正比的電信號(hào)。把電信號(hào)用電子管放大，并且把它調(diào)幅在高頻振蕩電流里，就能發(fā)射出一種按照光的強(qiáng)弱變化的調(diào)幅電磁波。

【07】不論是一張照片還是書刊、雜志上的插圖，如果放在顯微鏡下面，我們就觀察到照片或插圖都是由許多黑點(diǎn)和白點(diǎn)的微粒組成的。黑暗部分黑點(diǎn)大而密；明亮部分的黑點(diǎn)稀而少，只要這些點(diǎn)子足夠細(xì)，在觀察者的眼里就仿佛聯(lián)成了一幅整體的圖象。在實(shí)際工作中，電視是先把圖象分成許多極細(xì)小的部分，并讓各部分的反射光線依次射進(jìn)光電管，然后轉(zhuǎn)變成和明暗相適應(yīng)的電流。由于照片上各點(diǎn)的亮度不同，反射光線的強(qiáng)度也不同，這樣依次照射，就在光電管里形成一種跟著時(shí)間，按照各點(diǎn)亮度變化的電流。這種電流的變化是很快的，它可以發(fā)放出與電流變化相適應(yīng)的電磁波。

【08】在接收方面，也要經(jīng)過(guò)放大和檢波，從高頻率電振蕩里，檢出電視信號(hào)，然后把電視信號(hào)送給電視顯象管。電視顯象管是一種電子射線管，在它陰極前面有一個(gè)柵極，接收到的電視信號(hào)就加在這個(gè)柵極上，利用它來(lái)使電子束中的電子數(shù)量和速度隨電視信號(hào)而改變。電子束中的電子數(shù)目越多、速度越大，它在熒光屏上引起的亮點(diǎn)就越亮。這樣，隨電視信號(hào)而改變的電子束在熒光屏上掃過(guò)時(shí)，熒光屏上各點(diǎn)的亮度就跟光電管陰極上各點(diǎn)所受到的光的照度一一對(duì)應(yīng)。

【09】電視機(jī)里電子束掃過(guò)的速度非?？?，一秒鐘內(nèi)要把整個(gè)熒光屏掃過(guò)幾十次，由于人眼有“視覺(jué)暫留”的特點(diǎn)，這樣我們就看到了圖象的連續(xù)變化和整個(gè)的圖象。

【10】電視不僅應(yīng)用在文化生活方面，如播送戲劇、體育表演等，而且也應(yīng)用在生產(chǎn)、科學(xué)研究和教育等方面。目前，我國(guó)不僅在北京、上海等地建立了電視臺(tái)，而且已經(jīng)生產(chǎn)了電視廣播設(shè)備、電視接收機(jī)和工業(yè)電視設(shè)備等。

習(xí)題6-14

1、畫出電子射線管的構(gòu)造示意圖，并說(shuō)明各部分的作用.

2、說(shuō)明雷達(dá)測(cè)量物體的位置和距離的作用原理。

3、光電管是怎樣產(chǎn)生光電子的？

4、說(shuō)明電視的基本原理。

5、雷達(dá)所發(fā)的電磁波，它的頻率為 3×10? 千赫茲，問(wèn)它的波長(zhǎng)是多少？【1/10 米】