4.3 无线电波的发射和接收 课件 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

4.3 无线电波的发射和接收 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 温故知新 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？ C L S E a － － －　 B + + + A b t＝0时 C L S E a B A b t＝T/4时 C L S E a + + + B － － － 　A b t＝T/2时 C L S E a B A b t＝3T/4时 C L S E a － － － 　B + + + A b t＝T时 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？ 物理雾里悟理 （一）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、有效发射电磁波的条件和方法 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 （二）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。 开放电路 开放 开放 LC振荡电路变为成为一条导线（开放电路） 一、无线电波的发射（调制） 物理雾里悟理 振荡器 L1 L2 开放电路 地线 天线 无线电波由开放电路发射出去 振荡器电路 实际的发射装置 一、无线电波的发射（调制） 物理雾里悟理 天线 地线 天线和大地构成一个巨大的电容器 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 站立式讨论：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？ 1、有效发射电磁波的条件和方法 一、无线电波的发射（调制） 物理雾里悟理 2、电磁波的调制——使载波随各种信号而改变的技术 为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。 电磁波的调制：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。进行调制的装置叫做调制器。 一、无线电波的发射（调制） ①调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变。 ②调频：使高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。 常用的调制方式： 物理雾里悟理 信号源 振荡电路载波 调 制 调幅波 电台发射 ①调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变。 调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。 物理雾里悟理 信号源 振荡电路 调 制 （加载） 调频波 电台发射 ②调频：使高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。 调频广播(FM)一般使用中波和短波波段。 物理雾里悟理 无线电的发射全过程 调制器 放大器 物理雾里悟理 ②设备：接收天线 ①原理:电磁感应现象 ，导体遇到电磁波会产生感应电流。 鱼骨天线 卫星接收天线 各种信号 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。 思考：如何实现筛选呢？ 二、无线电波的接收（调谐） 物理雾里悟理 f=f0 → 调谐：使接收电路发生电谐振的过程 调谐电路 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。  二、无线电波的接收（调谐） 物理雾里悟理 1、有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，下列调节正确的是 (　　) A．增加电源电压 B．使用调频的调制方式 C．把可动电容器的动片适当旋出一些 D．在线圈中插入铁芯 C 你能行！！ 物理雾里悟理 二、无线电波的接收（调谐） 物理雾里悟理 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 无线电的接收全过程 二、无线电波的接收（解调） 物理雾里悟理 你能行！！ 2、一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，下列选项都描述了该过程，其中顺序正确的是（　　） A.调制-发射-调谐-解调-播放 B.调频-发射-解调-调谐-播放 C.调幅-调谐-发射-解调-播放 D.调频-调谐-发射-解调-播放 一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，首先要进行调制，即把声音信号加到高频电磁波信号上去，然后进行发射；载波信号被收音机接收后首先要进行调谐选出该信号，然后进行解调，从高频信号中把声音信号取出来，最后通过喇叭播放；故A正确，BCD错误。 A 解析： 物理雾里悟理 三、电视广播的发射和接收 1.电视信号的采集过程与发射 光信号 图像电信号 声信号 声音电信号 调制 调制 发射机 物理雾里悟理 ①无线电传输 ②有线网络传输 ③卫星传输 ：电缆、光缆 信号不受外界干扰 收视质量更好 （有线电视） 2.电视信号的主要传播方式 三、电视广播的发射和接收 物理雾里悟理 调谐 接收天线 解调 图像电信号 声音电信号 显示图像 放大器 发出声音 3.电视信号的接收 有线传输 光信号 图像电信号 声信号 声音电信号 三、电视广播的发射和接收 物理雾里悟理 ②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间 ①要有足够高的振荡频率 1.有效发射电磁波的条件 调制：使载波随各种信号而改变的技术 ①调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变。 ②调频：使高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。 2. 有效发射电磁的方法 一、无线电波的发射 二、无线电波的接收 1.设备：接收天线 4.电谐振：类似机械振动中的共振，找到最强电流 3.调谐：使接收电路发生电谐振的过程 2.筛选装置：调谐电路 课堂小结 物理雾里悟理 Lavf58.29.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.49 $$电磁波的发射和接收，这是学生信号源，可以产生几种音频电流信号，通过示波器可以观察到它们的波形，输入到低频放大器，只喇叭发出声音。现在通过频率调节旋钮观察这几种音频电流信号频率分别为500赫兹、一千赫兹。1500赫兹。2000赫兹。以及2500赫兹。信号源的高频输出接线柱可以输出频率为400千赫至1700千赫的高频等伏电流。还可以用低频声音信号对其进行调制，把开关拨至调幅档。可以从示波器上观察到经过音频信号调制后的频率为600千赫高频调幅电流的波形。在高频输出的一个接线柱上接上天线，另一个接线柱上接上地线，形成开放电路，就可以激发频率为600千赫的电磁波。把收音机的天线靠近发射天线。调节调节旋钮就可以接收到发射的信号。现在我们改变发射频率，调整为700千赫。相应需要调节收音机调节旋钮，使接收电路固有频率也调整到700千赫才能收到信号。 便携镇。我们用这套装置来演示便谐振现象。这是一个电容器。它与铜棒组成一个LC震荡回路。当用感应圈给它供电时，可向外发射电磁波。将与发射回路结构相同的接收回路放在发射回路附近。当接收回路的形状与发射回路相同时，灯泡最亮。即两回路固有频率相同时，发生电谐振，接受到的能量最大，灯泡最亮。改变发射电路的形状，再来观察何时接受到的能量最大。仍然是接受回路与发射回路形状相同时，灯泡最亮。 nullnull