4.3 电磁波的发射与接收（导学案）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

第3节 电磁波的发射与接收 导学案 【学习目标】 1.了解有效地发射电磁波的两个条件。了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振的概念及其相互关系。能解释无线电波发射、接收的过程。 2.了解电视广播的发射与接收的原理与过程。 3.领会高频电磁波在无线电发射与接收中的重要作用。 【学习重难点】 1.教学重点：建构无线电波调制、解调等有关概念，了解无线电波发射调制和接收解调的过程。 2.教学难点；用物理技术的视角解决分析无线电波对生产生活的实际应用。 【知识回顾】 二、电磁波 1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了_______________。 2．电磁波的特点 (1)电磁波的传播靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递。 (2)电磁波在真空中的传播速度等于光速c，光是电磁波。 (3)电磁波的电场强度E与磁感应强度B互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直。 (4)电磁波能发生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 (5)电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换，电磁波传播过程就是能量传播过程。 【自主学习】 一、无线电波的发射 1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点 (1)要有_______________的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。 (2)应采用_______________电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 2．开放电路 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_______________；线圈的另一端与高高地架在空中的_______________相连。 3．无线电发射技术 (1)载波：携带要传递的信号的_______________电磁波。 (2)调制：使_______________随各种信号而改变的技术。 (3)调制的分类： 调幅：使高频电磁波的_______________随信号的强弱而变的调制。 调频：使高频电磁波的_______________随信号的强弱而变的调制。 二、无线电波的接收 1．接收原理 电磁波在传播时遇到_______________，会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_______________。 2．电谐振 当接收电路的_______________跟接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的现象。 3．调谐 使接收电路产生_______________的过程。 4．解调 使声音或图像信号从接收到的高频感应电流中还原出来的过程，这个过程是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。 5．高频电视信号的传播方式有三种：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。 【课堂探究】 【新课引入】 通过之前的学习，我们已经知道电磁波是怎么产生的，我们目前经常利用电磁波发射电磁波，那我们怎样才能发射有效电磁波，怎么将需要的信息加载到电磁波上，又怎么接收到电磁波呢？ 【新课教学】 任务一、无线电波的发射 （一）有效发射电磁波的条件和方法 有效发射电磁波的条件是什么？如何改装第一节学习的LC电路，就可以有效的发射电磁波了？ 1.有效发射电磁波的条件和方法 第一： 提高振荡频率的方法有哪些？ 第二： 天线和大地构成一个巨大的电容 声音、文字、图象等转变成电信号能直接发射吗？怎么做才能发射出去？ （二）调制 2.调制——使载波随各种信号而改变的技术 ①调制： ②常用的调制方式——调幅、调频 调幅： 声音信号的调制过程 调频： 电磁波的接收的原理和设备是什么？从诸多信号中把我们需要的信号筛选出来的电路是什么电路？其原理是什么？ 任务二、无线电波的接收 （1） 接收原理和设备 ①原理: ②设备： 接收电磁波后首先要从诸多的信号中筛选出自己想要的，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。如何实现筛选呢？ （二）调谐 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_______________。  调谐电路 调谐： （三）解调与接收 3.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： 4.无线电的接收全过程 任务三、电视广播的发射和接收 （一）电视信号的采集过程与发射 （2） 电视信号的主要传播方式 （3） 电视广播的发射和接收的全过程 阅读课文，画出电视信号的发射与接收过程。 【自我测评】 1．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(　　) A．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调 B．电视机的遥控器发射紫外线 C．电磁波中频率最大的为γ射线，用它最容易观察到衍射现象 D．雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直