2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第3章 3.3 无线电通信+3.4 电磁波家族 （3份打包）

3.3　无线电通信 3.4　电磁波家族 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.(难点) 2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.(重点) 3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用，知道光是一种电磁波.(重点) 4.了解电磁波的利用及其危害的防护措施. 无 线 电 波 的 发 射 与 传 播 1.无线电广播 无线电广播传递的是声音信号，无线电广播是先将声音信号转变成电信号，再将此电信号加载到等幅的高频信号上，并进行放大，再通过发射塔发射出去. 图3­3­1 2.振荡器的作用 振荡器的作用是产生等幅高频信号.低频音频信号只有加载到高频信号上去，形成随音频信号而改变的高频信号才能通过发射天线发射出去. 3.调制器的作用 (1)调制器的作用就是把低频信号加载到高频信号上去. (2)调制方式有调幅和调频. 4.电磁波的传播 (1)无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波. ①地波：沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波. ②天波：靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播. ③空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径. 1.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射.(×) 2.摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上，才能向外发射.(√) 3.同步卫星进行无线电通信只能利用微波.(√) 1.通常情况下如何对电磁波进行调制？ 【提示】　有调幅和调频两种： (1)调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化. (2)调频是使高频振荡信号的频率随低频信号变化. 2.电磁波的发射过程为什么要采用调制技术？ 【提示】　像声音这样的信号，一般频率相对较低，而电台要向外发射电磁波，要有足够高的频率.实验证明，发射能量与发射频率的4次方成正比，可见只有提高发射频率才能提高发射能量，为此要把这些信号加载到高频信号上去.就好像人的远行能力不足，要乘汽车、飞机一样.这个加载的过程就是调制. 1.无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去. 2.电磁波的发射示意图(如图3­3­2所示) 图3­3­2 3.“调幅”和“调频”都是调制过程 (1)高频振荡信号的振幅随低频信号变化的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波. (2)高频振荡信号的频率随低频信号变化的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波. 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.增加辐射波的频率 C.使振荡电容的正对面积足够小 D.尽可能使电场和磁场分散开 E.减小回路中的电容和电感 【解析】　提高电磁波发射本领(功率)应增大f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路.f＝，要使f增大，应减小L或C，故正确答案为B、C、E.，C＝ 【答案】　BCE 2.为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行________.(选填“调谐”“调制”或“解调”) 【解析】　信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上，这就是调制. 【答案】　调制 无线电波的发射及相关问题 1.无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去. 2.一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波. 低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上. 无 线 电 波 的 接 收 1.电磁波的接收原理 电磁波在传播过程中如果遇到接收天线——导体，会在天线上产生微弱的感应电流.这个感应电流的频率跟接收的电磁波的频率相同. 2.电谐振现象与调谐 (1)电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似. (2)调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一特定的频率接收的过程. 3.检波 使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频振荡电流中“检”出来的过程，它是调制的逆过程，也叫做解调. 1.无线电波的接收需要经过调谐、高频放大、检波