[高二物理教案18-5]18.5无线电波的发射和接收一、教学目的1．无线电.doc

[高二物理教案18-5] 18.5 无线电波的发射和接收 一、教学目的了解无线电发射与接收教具教学过程复习引入(板书) §18.5 无线电波的发射和接收 一、无线电波 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，无线电报的波长从几毫米到几十千米。 通常根据波长或频率把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段．（教师可以结合教材上的表格，提示学生比较各个波段的波长范围和频率范围，简述各波段无线电波的传播方式以及主要用途．可以适当补充一些实例．）（多媒体显示下表） 波段 波长 频率 传播方式 主要用途 长波 30000m~3000m 10KhZ~100kHZ 地波 超远程无线电通信和导航 中波 300m~200m 100kHZ~1500kHZ 地波和天波 调幅无线电广播 电报 通信 中短波 200m~50m 1500kHZ~6000kHZ 短波 50m~10m 6MHZ~30MHZ 天波 微波 米波 （VHF） 10m~1m 30MHZ~300MHZ 近似直线传播 调频无线电广播 电视 导航 分米波 （UHF） 1m~0.1m 300MHZ~3000MHZ 直线传播 电视 雷达 导航 厘米波 10cm~1cm 3000MHZ~30000MHZ 毫米波 10mm~1mm 30000MHZ~300000MHZ 二、无线电波的发射 1．要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点： （1）要有足够高的振荡频率，理论研究表明，振动电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比，频率越高，发射电磁波的本领越大。 （2）振荡电路的电场和磁场，必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。 2．开放电路：（多媒体演示） 3．无线电波是由开放电路发射出去的。 在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图所示：（多媒体演示） 振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振 荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射． 4、调制：调幅与调频 发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。 在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去．把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变叫做调制。 进行调制的装置叫做调制器．耍传递的电信号叫做调制信号． 使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（画图），调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。 使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频（画图），调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。 右图是调幅装置的示意图．接在振荡器和线圈之间的话筒就是一个最简单的调制器，由声源发出的声音振动使话筒里的碳粒发生时松时紧的变化，它的电阻也发生时大时小的变化。所以，虽然振荡器产生的是高频等幅振荡电流，但是线圈通过的却是随声音而改变的高频调幅电流．由于线圈的互感作用，从开放电路中发射的也是这种高频调幅电流。这种电磁波叫调幅波。（多媒体演示） （用示波器观察调幅波形） 三、无线电波的接收 处在电磁波传播空间中的导体，会产生感应电流，导作中感应电流的频率与激起它的电磁波频率相同，因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波。 1、在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。 2、电谐振 世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通讯设备，它们不断地向空中发射不同频率的电磁波，这些电磁波强弱不等地弥漫在我们周围。如果不加选择地把它们都接收下来，那必然是信号一片混乱，分辨不清，达不到我们传递信息的目的。所以，接收电磁波时，首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫做选台。这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。在无线电技术里，是利用电谐振来达到这个目的的。当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。 （用示波器观察电谐振波形） 3、调谐 接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。 图是收音机的调