4.3无线电波的发射和接收 人教版高中物理选择性必修第二册.ppt

第四章 电磁振荡与电磁波 3、无线电波的发射和接收 课 标 定 位 1.知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波。 2.了解利用电磁波传递信号要对电磁波进行调制,调制方法有两种:调幅和调频。知道什么是调制,什么是调幅和调频。 3.知道接收需要的电磁波要进行调谐,知道还原信号还要进行解调,了解什么是调谐和解调及无线电波接收的基本原理。 4.了解电视广播的发射和接收。 素 养 阐 释 1.通过对无线电波的发射和接收的学习,掌握载波、调制、调幅、调频、调谐、解调和检波等基本概念,形成物理观念。 2.通过对无线电波、电视广播的发射过程和接收过程的学习,掌握其基本原理,掌握科学思维的方法。 一、无线电波的发射 1.有效发射电磁波的条件是什么? 提示:(1)要有足够高的振荡频率。频率越高,振荡电路向外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,即采用开放电路。 2.载波:用来携带信号的高频电磁波。 3.调制:在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。 4.常用的调制方法是什么? 提示:常用的调制方法有调幅和调频两种。调幅是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。调频是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。 二、无线电波的接收 1.原理:电磁波在传播时如果遇到导体,会使导体中产生感应电流。因此,空中的导体可以用来接收电磁波,这就是接收天线。 2.电谐振:当接收电路的固有频率跟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,这种现象叫作电谐振,相当于机械振动中的共振。 3.调谐:使接收电路产生电谐振的过程。通常说的选台即为调谐过程。 4.解调是调制的逆过程,调幅波的解调也叫检波。 三、电视广播的发射和接收 高频电视信号的传播方式主要有三种,即地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。 【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。 (1)频率越高,振荡电路发射电磁波本领越大。(　　) (2)电视台可以直接向外发射声音信号。(　　) (3)电视台发射的电磁波都经过了调制。(　　) √ × √ 2.怎样才能形成开放电路? 提示:线圈的一端用导线与大地相连,这条导线叫作地线;线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。 3.在发射电磁波时为什么要对电磁波进行调制? 提示:声音、图像信号的频率很低,不能直接发射出去,只有把声音、图像的低频信号加到高频电磁波上才能向外发射,高频电磁波带着低频信号向外发射,电磁波随着各种信号而改变。同时,用不同的频率的载波发射信号,也便于接收机的调谐接收。 4.电视中的伴音信号是怎样从电视台发射出去的? 提示:通过“调频”的方法发射。 知识点 无线电波的发射与接收 【问题引领】 如今在我们周围空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波,你知道这些电磁波是如何发射出去的吗?在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波,我们若想收听某一电台的广播时,需要调节收音机的旋钮选台,你知道“选台”的作用吗? 提示:由巨大的开放电路发射出去。“选台”是为了使想收听的某一电台发射的电磁波的频率与收音机的接收电路的固有频率相同。 【归纳提升】 1.有效地发射电磁波的两个条件 (1)高频电路:理论研究证明,发射电磁波的功率与振荡频率的四次方成正比,频率越高,发射电磁波的本领就越大,所以采用高频电路。 (2)开放电路:振荡电路中的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去。实际的开放电路由天线、线圈和地线组成,天线相当于电容器的一个极板,大地是另一个极板。这样做有两个好处,一是满足开放的条件,让电场和磁场尽可能地分散到更大的空间;二是电容器的电容非常小,可以产生高频率。 2.对调制、调幅、调频、调谐、解调等概念的理解 (1)无线电波的发射和接收过程。 (2)不同电磁波采用不同的调制方式。 ①一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。 ②电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波。 (3)解调是调制的逆过程。 声音、图像等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接发射出去,而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。 (4)无线电波的接收:天线接收到的所有的电磁波,经调谐选择出所需要的电磁波,再经解调取出携带的信号,放大后再还原成声音或图像。 (1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”。 (2)调谐与电谐振不同,电谐振是一个物理现象,而调谐则是一个操作过程。 【典型例题】 【例题】 (多选)关于电磁波的发射和接收,下列说法正确的是(　　) A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的 B.音频电流的频率比较低,不能直接用来发射电磁波