4.3无线电波的发射和接收（培优教学课件）物理人教版选择性必修第二册

3.无线电波的发射和接收 第四章 电磁振荡与电磁波 人教版选择性必修第二册 导入新课 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波 导入新课 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？ 学习目标 物理观念 知道无线电波发射和接收的物理原理。 科学思维 将无线电波的发射和接收的多个概念，如调制、调幅、调频、调谐、解调等内容串联起来，归纳总结。 科学探究 探究电路开放演变的过程中，分析电容和电感的变化情况，得出振荡电路的频率变化。 科学态度 与责任 将机械振动中的共振、电磁振荡电路的频率等之前所学的知识应用在本节中，锻炼科学推理的能力。 重点难点 重点 1.发射无线电波的两个条件。 2. 发射无线电波时的“调制”过程和接收无线电波时的“解调”过程。 难点 将电谐振与机械振动的共振类比，理解电谐振的原理和目的。 1. 无线电波的发射 2. 无线电波的接收 3. 电视广播的发射和接收 4. 课堂总结 5. 练习与应用 学习内容 第3节 无线电波的发射和接收 一、无线电波的发射 第3节 无线电波的发射和接收 一、无线电波的发射 普通的 LC 振荡电路中，能否有效地发射电磁波？ 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。 电场能 磁场能 电路内 要想有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？ （1）要有足够高的振荡频率 （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间 思考 思考 一、无线电波的发射 1. 有效地发射电磁波的振荡电路的特点 （1）有足够高的振荡频率：频率越高，发射电磁波的本领就越大。 高频振荡器 （2）开放电路：振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效辐射出能量。 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 开放电路 开放 开放 一、无线电波的发射 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。 拉杆天线 引向天线 抛物面天线 天线 地线 天线和大地构成一个巨大的电容 一、无线电波的发射 2. 调制 :用来携带信号的高频电磁波叫作载波。在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。 使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅（AM）。 使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频（FM）。 一、无线电波的发射 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 “书信” “把书信绑在鸽 腿的过程” “把书信绑在鸽 腿的方式” “带信的鸽子” 一、无线电波的发射 无线电波的波段划分 一、无线电波的发射 长波:波长较长，容易产生衍射现象。 长波在地面传播时能绕过障碍物 （大山、高大建筑物……） 长波容易被电离层吸收； 短波容易被电离层反射； 微波容易穿过电离层。 一、无线电波的发射 微波的接收 微波: 频率很高，波长很短；直线传播。 一、无线电波的发射 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 B 二、无线电波的接收 第3节 无线电波的发射和接收 二、无线电波的接收 不同设备发射的电磁波混在一起，如何从不同频率的信号中把需要的信号选出来呢？ 生活中有许多发送和接收电磁波的设备，例如天线、对讲机、电台等 思考 二、无线电波的接收 1.接收原理和设备 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。如何实现筛选呢？ 二、无线电波的接收 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。  2.调谐：使接收电路发生电谐振的过程。 接收电路 固有频率 电磁波 振荡频率 类似于机械振动中的共振 相等时 接收电路中产生的振荡电流最强 电谐振 二、无线电波的接收 这是原信号吗？ 这是原信号+载波 3.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 图像 解调过程还原声音和图像信号 声音 调谐电路 检波器 解调 二、无线电波的接收 4.无线电的接收全过程 调谐器 解调器 放大电路 天线 二、无线电波的接收 例2.(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 ACD 三、电视广播的发射和接收 第3节 无线电波的发射和接收 光信号 图像电信号 声信号 声音电信号 调制 调制 发射机 三、电视广播的发射和接收 1.电视信号的采集过程与发射 三、电视广播的发射和接收 2.电视信号的主要传播方式 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） 三、电视广播的发射和接收 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 4.电视广播的发射和接收的全过程 三、电视广播的发射和接收 例3.(多选)关于电视信号的发射,下列说法正确的是(　　) A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射 B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射 C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的 D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波 BCD 四、课堂总结 第3节 无线电波的发射和接收 四、课堂总结 无线电波的发射与接收 无线电波的发射 有效发射电磁波的电路的特点 调制 调幅 调频 无线电波的接收 调谐 解调 五、练习与应用 第3节 无线电波的发射和接收 五、练习与应用 1.古代也采用过“无线”通信的方式，如在烽火台利用火光传递信息，利用打鼓传出声音传递信号等。关于声音与光，下列说法正确的是 (　　) A．声音和光都是机械波 B．声音和光都是电磁波 C．声音是机械波，光是电磁波 D．声音是电磁波，光是机械波 C 五、练习与应用 2. [多选]如图所示为无线电波实际发射过程的示意图，如图甲、乙、丙所示为发射过程产生的电流图像，关于这三种图像，下列说法中正确的是（ ） A.图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流 B.图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号 C.图丙表示高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 D.图丙表示高频电磁波的频率随信号的强弱而变 ABC 五、练习与应用 3.在如图所示的LC振荡电路中，已知线圈的电感不变，电容器为可调电容器，开始时电容器的电容为C0，要发生电谐振应使振荡电路的固有频率加倍。则电容器的电容应变为（ ） A.4C0 B.2C0 C.C0 D.C0 D 五、练习与应用 4.[多选]在电磁波的发射过程中，用一平行板电容器C和一个线圈L组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，下列调节正确的是 (　　) A．增大电容器两极板间的距离 B．增大线圈的匝数，在线圈中加铁芯 C．把电容器的动片适当旋出一些 D．把电容器的动片适当旋进一些 BD Lavf57.71.100 Lavf58.29.100 $