4.4无线电波的发射、传播与接收 课件 -2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第二册

无线电波的发射、传播与接收 我们能随时看手机、电视以及收听收音机，说明我们周围存在着电磁波。那么，我们接收到的电磁波是如何发射出来的呢？又是如何被接收到的呢？ 无线电波的发射 01 在普通的LC 振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，怎样才能有效地发射电磁波呢？ 思考与讨论： 1、振荡电路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。 振荡电路变为成为一条导线 开放电路 开放 开放 一、有效发射电磁波的条件 天线 地线 天线和大地构成一个巨大的电容 实际应用中的开放电路，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。无线电波就能由这样的开放电路有效地发射出去。 将发射塔建的很高 2、要有足够高的振荡频率。 振荡电路向外界辐射能量的本领，与振荡频率密切相关。频率越高，发射电磁波的本领就越大。 ①减小电容C：增大板间距d，减小正对面积S ②减小自感系数L 甲 载波 乙 信号 二、无线电波的调制 为了传送声音、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。 1、载波:这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。 把传递的电信号（叫做调制信号）加到高频振荡电路（叫做载波）上的过程。 2、调制： （1）调幅： 使高频振荡电磁波的振幅随调制信号而改变叫做调幅，用AM表示。 注意：调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。 声音信号的调制过程 （2）调频：使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频，用FM表示。 无线电的发射全过程 调制器 放大器 五个名词 载波 信号 调制 调幅 调频 “运送货物的车辆” “待运送的货物” “装载货物的过程” “装载货物的方式” 无线电波的传播 02 三、无线电波的传播方式： 长波 1、地波:沿地球表面空间传播的无线电波叫作地波。 地波在传播过程中能量损失较大,不能传得很远,一般只在几百千米范围内。 长波、中波和中短波可用地波传播。 短波 短波最适宜以天波的形式传播,可以传播到几千千米外的地方。 2、天波:依靠电离层的反射来传播的无线电波叫作天波。 微波 微波 微波沿直线传播,能够传播的距离一般只有几十千米,在远距离通信时需要设立中继站。 3、直线传播:沿直线传播的电磁波叫作空间波或视波。 无线电波的接收 03 要从诸多的信号中把需要的信号选择出来，这就要设法使我们所需的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。如何筛选呢？ 1、 接收原理： 电磁感应现象，导体遇到电磁波会产生感应电流。 2、设备：接收天线 卫星接收天线 各种信号 鱼骨天线 3、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，这种现象叫做电谐振。  f=f0 调谐电路 收音机的调谐电路 通过可变电容改变调谐电路的固有频率，使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了电台。 可变电容 4、调谐：使接收电路发生电谐振的过程 调谐的过程就是选择出所需要的电磁波的过程，也就是选台。 由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。 5、解调 把声音或图像信号从调谐电路接收到的高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程，所以叫作解调。 解调过程还原声音和图像信号 这是原信号吗？ 这是原信号+载波 解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来 解调 调幅 调频 （检波） 放大电路 声音 图像 调谐器 解调器 放大电路 天线 6、无线电的接收全过程 无线电波与移动互联网 信息的传递经历了怎样的过程? 电磁波与信息技术的演变 蜂窝系统 1、蜂窝系统:每一个基站的工作范围经过合理调配后呈正六边形,排列起来像蜂窝一样。 网络协议 设备之间信息传递的其他方式还有哪些？ 用电磁波传递二进制数据 1、实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的（ ） B 练一练 2、要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是(　　) A.增加辐射波的波长 B.使电容器的正对面积足够小 C.减小电容器两极板间的距离 D.增加回路中的电容和电感 答案:B 3、(多选)关于无线电波的发射过程,下列说法正确的是(　　) A.必须对信号进行调制 B.必须使信号产生电谐振 C.必须把传输信号加到高频电流上 D.必须使用开放回路 答案:ACD 解析:电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,