高中物理第十四章電磁波14.3電磁波的發(fā)射和接收課件新人教版

3.電磁波的發(fā)射和接收1.知道什么樣的電磁振蕩電路有利于向外發(fā)射電磁波。2.了解利用電磁波傳遞信號要對電磁波進(jìn)行調(diào)制,調(diào)制方法有兩種:調(diào)幅和調(diào)頻。知道什么是調(diào)制、什么是調(diào)幅和調(diào)頻。3.知道接收需要的電磁波要進(jìn)行調(diào)諧,知道還原信號還要進(jìn)行解調(diào),了解什么是調(diào)諧和解調(diào)。121.電磁波的發(fā)射(1)要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具有兩個特點:第一,要有足夠高的振蕩頻率,頻率越高,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。第二,應(yīng)采用開放電路,振蕩電路的電場和磁場必須分散到足夠大的空間。(2)開放電路:實際的開放電路,線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連,這條導(dǎo)線叫作地線,線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。12(3)電磁波的調(diào)制

122.電磁波的接收(1)接收原理:電磁波能使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以導(dǎo)體可用來接收電磁波,這個導(dǎo)體就是接收天線。(2)電諧振:當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時,接收電路里產(chǎn)生的振蕩電流最強,這種現(xiàn)象叫作電諧振。(3)調(diào)諧:使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過程叫作調(diào)諧。(4)解調(diào):使聲音或圖像信號從接收到的高頻電流中還原出來,這個過程是調(diào)制的逆過程,叫作解調(diào)。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。(5)無線電波:技術(shù)上把波長大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波,并按波長分成若干個波段,像長波、中波、短波、微波等。不同波段所用的設(shè)備和技術(shù)不同,因此有不同的用途。

一二三四一、有效地發(fā)射電磁波的兩個條件1.高頻電路:理論研究證明了發(fā)射電磁波的功率與振蕩頻率的四次方成正比,頻率越高,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大,所以采用高頻電路。2.開放電路:振蕩電路中的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,這樣才能有效地把能量輻射出去。實際的開放電路由天線、線圈和地線組成,天線相當(dāng)于電容器的一個極板,大地是另一個極板,這樣做有兩個好處,一是滿足開放的條件,讓電場和磁場盡可能地分散到更大的空間;二是電容器的電容非常小,可以產(chǎn)生高頻率。一二三四特別警示當(dāng)振蕩電路變成開放電路時,由于匝數(shù)減少,則自感系數(shù)L減小。由于正對面積減小,距離增大,電容器的電容減小。一二三四二、對電諧振及其作用的理解世界上有許許多多的無線電臺、電視臺及各種無線電信號,如果不加選擇全部接收下來,那必然是一片混亂,分辨不清。因此接收信號時,首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來,通常叫選臺。在無線電技術(shù)中利用電諧振(類似于機械振動中的共振)達(dá)到目的。一二三四使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧,能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路。如圖所示,調(diào)節(jié)電容器的電容,當(dāng)該LC振蕩電路的固有頻率與某電臺的頻率相同時,這個電臺的電磁波在電路中激起的感應(yīng)電流最強,這樣就選出了這個電臺。收音機一般是通過改變電容來調(diào)諧,而電視機一般通過改變電感來調(diào)諧。一二三四三、對調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)等概念的理解1.無線電波的發(fā)射和接收過程。2.“調(diào)幅”和“調(diào)頻”都是調(diào)制過程。(1)使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅,一般電臺的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號采用調(diào)幅波。(2)使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻,電臺的立體聲廣播和電視中的伴音信號,采用調(diào)頻波。一二三四3.解調(diào)是調(diào)制的逆過程。聲音、圖像等信號頻率相對較低,不能轉(zhuǎn)化為電信號直接發(fā)射出去,而要將這些低頻信號加載到高頻電磁波信號上去。將聲音、圖像信號加載到高頻電磁波上的過程就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號從高頻信號中還原出來的過程就是解調(diào)。特別警示(1)電諧振就是電磁振蕩中的“共振”。(2)調(diào)諧與電諧振不同,電諧振是一個物理現(xiàn)象,而調(diào)諧則是一個操作過程。一二三四四、無線電波的分類λ>1mm的電磁波叫無線電波。無線電波可以分成若干波段。

一二三四一二三四特別警示無線電波是無線電技術(shù)中使用的電磁波,其波長范圍從幾毫米到幾十千米,按波長分成若干個波段,各個波段有其不同的主要用途。類型一類型二理解有效發(fā)射電磁波的條件

【例1】

要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng),應(yīng)該采取的措施有(

)A.增加輻射波的波長B.使振蕩電容器的正對面積足夠小C.盡可能使電場和磁場分散開D.增加電路中的電容和電感類型一類型二題后反思只要熟練掌握有效發(fā)射電磁波的條件和振蕩頻率的表達(dá)式,該題便可以解決。類型一類型二電磁波接收端的有關(guān)計算

【例2】

一臺收音機的接收頻率范圍從f1=2.2MHz到f2=22MHz。設(shè)這臺收音機能接收的相應(yīng)波長范圍從λ1到λ2,調(diào)諧電容器的相應(yīng)電容變化范圍從C1到C2。那么波長之比為多少?電容之比為多少?類型一類型二答案：10∶1

100∶1題后反思(1)