4.3 无线电波的发射和接收 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第3节无线电波的发射和接收 第四章电磁振荡与电磁波 1 电磁波已经与我们的生活、生产密不可分。当你走在路上或坐在汽车里，手持移动电话向千里之外的亲友发送问候，讲述你的学习、生活、见闻的时候，当你从电话屏幕中见到亲友的时候，你想过这声音和影像是怎样传送的吗？ 新知探究 提示：在电磁波中加载上声音、图像等信号，电磁波就相当于一个运载工具，把这些信息传播出去。电磁波必须通过发射塔(天线)才能走进千家万户。接收端还要把接收到的信息进行还原，这样才能得到我们想要的信息。 2 知识点 电磁波的发射 要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：第一，要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。第二，应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。 1 新知探究 3 知识点 电磁波的发射 开放电路： 实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。 1 新知探究 4 名师指点 有效地发射电磁波的两个条件 1．高频电路：理论研究证明了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。 5 名师指点 【例1】 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施有(　)。 A．增加辐射波的波长 B．使振荡电容器的正对面积足够小 C．尽可能使电场和磁场分散开 D．增加电路中的电容和电感 6 名师指点 解析：理论证明，电磁波发射本领(功率)与f成正比，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路。f＝，C＝，要使f增大，应减小L或C，通过选择，只有B项符合题意。 答案：B 题后反思：只要熟练掌握有效发射电磁波的条件和振荡频率的表达式，该题便可以解决。 7 知识点 电磁波的发射 无线电技术： 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。调制的方法有两种，一是调幅，使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 1 新知探究 8 知识点 无线电波的接收 接收原理： 电磁波能使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。 2 新知探究 9 知识点 无线电波的接收 电谐振： 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。 调谐：使电路中产生电谐振的过程叫做调谐。 解调：使声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。 2 新知探究 10 对电谐振及其作用的理解 世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清。因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台。在无线电技术中利用电谐振(类似于机械振动中的共振)达到目的。 名师指导 11 对电谐振及其作用的理解 使接收电路中产生电谐振的过程叫调谐，能够调谐的接收电路叫调谐电路。如图所示，调节电容器的电容，当该LC振荡电路的固有频率与某电台的频率相同时，这个电台的电磁波在电路中激起的感应电流最强，这样就选出了这个电台。收音机一般是通过改变电容来调谐，而电视机一般通过改变电感来调谐。 名师指导 12 知识点 无线电波的接收 无线电波： 波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，并按波长分成若干个波段，像长波、中波、短波、微波等。不同波段所用的设备和技术不同，因此有不同的用途。 2 新知探究 13 无线电波的分类 λ>1 mm的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成若干波段。 名师指导 波段 波长/m 频率/MHz 传播方式 主要用途 长波 30 000～3 000 0.01～0.1 地波 调幅(AM)广播、导航 中波 3 000～200 0.1～1.5 地波和天波 调幅(AM)广播、电报、通信 中短波 200～50 1.5～6 短波 50～10 6～30 天波 14 无线电波的分类 名师指导 微波 米波(VHF) 10～1 30～300 近似直线传播 调频(FM)广播、电视、导航 分米波(UHF) 1～0.1 300～3 000 直线传播 电视、雷达、导航 厘米波 0.1～0.01 3 000～30 000 毫米波 0.01～0．001 30 000～300 000 15 1为了