課件1：4.3 無(wú)線電波的發(fā)射和接收-物理人教版選擇性必修第二冊(cè)

3無(wú)線電波的發(fā)射和接收第四章電磁振蕩與電磁波復(fù)習(xí)提問(wèn)1、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論的兩大觀點(diǎn)；2、怎樣變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生電磁波；3、振蕩電路及電流的變化規(guī)律。一、無(wú)線電波的發(fā)射有效地發(fā)射電磁波的振蕩電路的特點(diǎn)（1）有足夠高的振蕩頻率頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大（2）要有開(kāi)放電路振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場(chǎng)的能量傳播出去。由閉合電路變成開(kāi)放電路實(shí)際的開(kāi)放電路：線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫做地線。線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。無(wú)線電波就是由這樣巨大的開(kāi)放電路發(fā)射出去的。2.無(wú)線電波的調(diào)制(1)載波：用來(lái)“運(yùn)載”信號(hào)的高頻等幅波叫載波，如圖：(2)調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制。即把傳遞信號(hào)加到載波上的過(guò)程。(3)調(diào)制的方式經(jīng)過(guò)調(diào)幅的高頻振蕩電流的波形信號(hào)①調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。如圖所示為經(jīng)過(guò)調(diào)幅的高頻振蕩電流的波形：②調(diào)頻：高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。如圖所示為經(jīng)過(guò)調(diào)頻的高頻振蕩電流的波形：信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)頻的高頻振蕩電流的波形提示：發(fā)射電磁波是為了利用它傳遞某種信號(hào)。要想電磁波傳得遠(yuǎn)，就必須使用高頻率的電磁波。但我們要傳遞的信號(hào)卻是一些低頻信號(hào)，如:聲音信號(hào)頻率只有幾百至幾千赫茲，圖像信號(hào)頻率也不過(guò)上萬(wàn)赫茲，不可能把它們直接發(fā)送出去。這就要求發(fā)射的電磁波隨信號(hào)而改變。在電磁波發(fā)射技術(shù)中，如果把這種電信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上，那么，載有信號(hào)的高頻振蕩電流產(chǎn)生的電磁波(也就是載波)就載著要傳送的信號(hào)一起發(fā)射出去。所以在發(fā)射電磁波時(shí)要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制。思考：在發(fā)射電磁波時(shí)為什么要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制?3.發(fā)射無(wú)線電波的目的：北斗導(dǎo)航衛(wèi)星和地面的通訊嫦娥五號(hào)展示國(guó)旗手機(jī)通訊傳遞信息（信號(hào)）4.無(wú)線電波的發(fā)射過(guò)程由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流，用調(diào)制器將需傳送的電信號(hào)調(diào)制到振蕩電流上，再耦合到一個(gè)開(kāi)放電路中激發(fā)出無(wú)線電波，向四周發(fā)射出去。一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號(hào)，都采用調(diào)幅波；電臺(tái)的調(diào)頻廣播和電視中的伴音信號(hào)，都采用調(diào)頻波。例1：實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波如圖所示，高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖甲所示，人對(duì)著話筒說(shuō)話產(chǎn)生低頻振蕩如圖乙所示，根據(jù)這兩個(gè)圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應(yīng)是圖中的（）解析：使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)，叫作調(diào)制。調(diào)制共有兩種方式：一種是調(diào)幅，即通過(guò)改變電磁波的振幅來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載；另一種是調(diào)頻，通過(guò)改變頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載，由各選項(xiàng)的圖形可知，該調(diào)制波為調(diào)幅波，即發(fā)射信號(hào)的振幅隨聲音信號(hào)振幅的變化而變化，故選B。答案：B(1)

接收天線：電磁波在傳播時(shí)如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波，如圖所示。二、無(wú)線波的接收(3)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。(4)解調(diào)：把信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程，是調(diào)制的逆過(guò)程，所以叫解調(diào)。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。(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同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振，相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振。調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過(guò)程，即選攜帶有用信號(hào)的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)電流的過(guò)程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出來(lái)的過(guò)程。圖示為收音機(jī)的簡(jiǎn)單的調(diào)諧電路，通過(guò)可變電容改變調(diào)諧電路的固有頻率，使其與接收電臺(tái)的電磁波頻率相同，這個(gè)頻率的電磁波就在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流，這樣就選出了電臺(tái)。3．無(wú)線電波的接收天線接收到的所有的電磁波，經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)解調(diào)取出攜帶的信號(hào)，放大后再還原成聲音或圖象的過(guò)程。例2：關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說(shuō)法中不正確的是()A.音頻電流的頻率比較低，不能直接用來(lái)發(fā)射電磁波B.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是閉臺(tái)的C.當(dāng)接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)D.要使電視機(jī)的屏蒂上有圖像，必須要有檢波過(guò)程解析：A.音頻電流的頻率比較低，放大后搭載到高頻電磁波上。A正確，不符合題意；B.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是開(kāi)放電路，B錯(cuò)誤，符合題意；C.當(dāng)接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，C正確，不符合題意；D.檢波就是從調(diào)頻或調(diào)幅的高頻信號(hào)中把音頻、視頻等調(diào)制訊號(hào)分離出來(lái)的過(guò)程。要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有檢波過(guò)程。D正確，不符合題意。答案：B例3：在無(wú)線電波廣播的接收中，調(diào)諧和檢波是兩個(gè)必須經(jīng)歷的過(guò)程，下列關(guān)于接收過(guò)程的順序，正確的是A.調(diào)諧→高頻放大→檢波→音頻放大B.檢波→高頻放大→調(diào)諧→音頻放大C.調(diào)諧→音頻放大→檢波→高頻放大D.檢波→音頻放大→調(diào)諧→高頻放大【解析】在接收的過(guò)程中先進(jìn)行調(diào)諧，選出需要的調(diào)制好的高頻電磁波，由于在傳播過(guò)程中，電磁波的能量有一定的衰減，對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行放大，用檢波電路把音頻信號(hào)從高頻振蕩電流上卸載下來(lái)，再對(duì)音頻進(jìn)行放大，故A正確。答案：A三、電視廣播的發(fā)射和接收地面無(wú)線電傳輸有線網(wǎng)絡(luò)傳輸衛(wèi)星傳輸光信號(hào)電信號(hào)高頻電視信號(hào)攝像機(jī)調(diào)制器高頻電視信號(hào)的三種傳播方式：頻率范圍不同，調(diào)制方式不同例4：某同學(xué)自己繞制天線線圈，制作一個(gè)簡(jiǎn)單的收音機(jī)，用來(lái)收聽(tīng)中波無(wú)線電廣播，初步制作后發(fā)現(xiàn)有一個(gè)頻率最高的中波電臺(tái)收不到，但可以接收其他中波電臺(tái)，適當(dāng)調(diào)整后，去戶外使用，假設(shè)空間中存在波長(zhǎng)分別為290m、397m、566m的無(wú)線電波，下列說(shuō)法正確的是()A.為了能收到頻率最高的