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1、高中物理课件电磁波的发射和接收本讲稿第一页，共三十二页本讲稿第二页，共三十二页本讲稿第三页，共三十二页1.了解有效地发射电磁波的两个条件。了解有效地发射电磁波的两个条件。2了解调制、调幅、调频、调谐、解调、了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的电谐振在电磁波发射、接收过程中的 作用。作用。3通过对电磁波的产生、发射、接收过通过对电磁波的产生、发射、接收过 程及基本电路的简单分析，领会无线程及基本电路的简单分析，领会无线 电波在实际生活、生产中的应用流程。电波在实际生活、生产中的应用流程。本讲稿第四页，共三十二页 1无线电波的发射无线电波的发射 (1)要有效地发射电磁
2、波，振荡电路必须具有两个特点：要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：要有要有 的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。应采用应采用 ，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。大的空间。足够高足够高开放电路开放电路本讲稿第五页，共三十二页 (2)开放电路：开放电路：在实际的开放电路中，线圈的一端用导线与大地相连，这在实际的开放电路中，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做条导线叫做 ，线圈的另一端高高地架在空中，叫做，线圈的另一端高高地架在空中，叫做 。(3)无线电技术：无线电技术：使电磁波随各种信
3、号而改变的技术叫做使电磁波随各种信号而改变的技术叫做 。调制的方法有两。调制的方法有两种：一是调幅，使高频电磁波的种：一是调幅，使高频电磁波的 随信号的强弱而改变；另随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的一种叫调频，使高频电磁波的 随信号的强弱而改变。随信号的强弱而改变。地线地线天线天线调制调制振幅振幅频率频率本讲稿第六页，共三十二页 2无线电波的接收无线电波的接收 (1)接收原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会在导体中接收原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会在导体中产生产生 。因此，空中的导体可以用来接收。因此，空中的导体可以用来接收 。(2)电谐振与调谐：电谐振与调谐：电
4、谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率 时，接收电路中产生的振荡电流时，接收电路中产生的振荡电流 的现象。它的现象。它 相当于机械振相当于机械振动中的动中的 。调谐：使接收电路产生调谐：使接收电路产生 的过程。的过程。感应电流感应电流电磁波电磁波相同相同最强最强共振共振电谐振电谐振本讲稿第七页，共三十二页 (3)解调：使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频电流中解调：使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频电流中 出来的过程。它是出来的过程。它是 的逆过程，调幅波的解调也叫的逆过程，调幅波的解调也叫 。(4)无线电波：波长无线电波：波长 1
5、 mm(频率低于频率低于300 GHz)的电磁的电磁波称为无线电波。按波称为无线电波。按 (频率频率)可把无线电波分为若干波段。不可把无线电波分为若干波段。不同波段的无线电波的传播特点不同，发射和接收所用的设备和技术同波段的无线电波的传播特点不同，发射和接收所用的设备和技术也不相同，因此用途也不相同。也不相同，因此用途也不相同。关键一点关键一点调谐的过程就是选择出所需要的电磁波的过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。程，也就是选台。还原还原调制调制检波检波大于大于波长波长本讲稿第八页，共三十二页本讲稿第九页，共三十二页答案：答案：ABC本讲稿第十页，共三十二页2为了使需要传递
6、的信息为了使需要传递的信息(如声音、图像等如声音、图像等)加载在电磁波加载在电磁波 上发射到远方，必须对振荡电流进行上发射到远方，必须对振荡电流进行 ()A调谐调谐B放大放大C调制调制 D检波检波解析：解析：声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频带着低频只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频带着低频向外发射，而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫向外发射，而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制，故应选调制，故应选C。答案：答案：C本讲稿第十一页，共三十二页3下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A当
7、处于电谐振时，所有的电磁波都能在接收电路中当处于电谐振时，所有的电磁波都能在接收电路中 产生感应电流产生感应电流B当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收 电路中产生感应电流电路中产生感应电流C由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听 到声音了到声音了D由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大、由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大、通过耳机才可以听到声音通过耳机才可以听到声音本讲稿第十二页，共三十二页解析：解析：当处于电谐振时，所有的电磁波都能在接收电路中产生感应当处于电谐振时，所有的电磁波
8、都能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路电流，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流，要再经过检中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波波(也就是调制的逆过也就是调制的逆过程程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确选项为、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确选项为A、D。答案：答案：AD本讲稿第十三页，共三十二页4关于无线电波的发送和接收，下述说法中正确的是关于无线电波的发送和接收，下述说法中正确的是()A为了将信号发送出去，先要进行调谐为了将信号发送出去，先要进行调谐B
9、为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就 要进行调制要进行调制C为了从高频电流中取出声音讯号，就要进行调频为了从高频电流中取出声音讯号，就要进行调频D以上说法都不对以上说法都不对解析：解析：为了将信号发送出去，先要进行调制，为了将信号发送出去，先要进行调制，A错误；为了从各个错误；为了从各个电台发出的电磁波中选出需要的，就要进行调谐，电台发出的电磁波中选出需要的，就要进行调谐，B也错误；也错误；为了从高频电流中取出声音讯号，要进行解调，故为了从高频电流中取出声音讯号，要进行解调，故C也错误。也错误。所以选所以选D。答案：答案：D本讲稿第十四页
10、，共三十二页本讲稿第十五页，共三十二页1无线电波的发射和接收过程无线电波的发射和接收过程 2“调幅调幅”和和“调频调频”都是调制过程都是调制过程 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，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。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)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。本讲稿第十六页，共
11、三十二页 3解调是调制的逆过程解调是调制的逆过程 声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。本讲稿第十七页，共三十二页 4正确理解调谐的作用正确理解调谐的作用 世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如世界上有许许
12、多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清。因此接果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清。因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台。在无线电技术中是利用电谐振达到该目的。台。在无线电技术中是利用电谐振达到该目的。名师点睛名师点睛 (1)电谐振就是电磁振荡中的电谐振就是电磁振荡中的“共振共振”。(2)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程。一个操作过程。本讲稿第十八页，共三十二页
13、 1如图如图1431所示，是一个调谐接收电路，所示，是一个调谐接收电路，(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图像，则为电路中的电流随时间变化的图像，则 ()图图1431本讲稿第十九页，共三十二页Ai1是是L1中的电流图像中的电流图像Bi1是是L2中的电流图像中的电流图像Ci2是是L2中的电流图像中的电流图像Di3是流过耳机的电流图像是流过耳机的电流图像审题指导审题指导解答本题时应注意以下四点：解答本题时应注意以下四点：(1)电谐振的原理；电谐振的原理；(2)电磁感应；电磁感应；(3)电磁波的接收过程；电磁波的接收过程；(4)晶体二极管的作用。晶体二极管的作用。本讲稿第二十页，共三十
14、二页 解析解析L1中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同同(a)图相似的，但是由于图相似的，但是由于L2和和D串联，所以当串联，所以当L2的电压与的电压与D反向反向时，电路不通，因此这时时，电路不通，因此这时L2没有电流，所以没有电流，所以L2中的电流图像应是中的电流图像应是(b)图。高频部分通过图。高频部分通过C2，通过耳机的电流如同，通过耳机的电流如同(c)图中的图中的i3，只有低，只有低频的音频电流，故选项频的音频电流，故选项A、C、D正确。正确。答案答案ACD本讲稿第二十一页，共三十二页 (1)L1和和C1组成的回路为调谐电路，其作用是选出携
15、带所组成的回路为调谐电路，其作用是选出携带所需信号的电磁波。需信号的电磁波。(2)L2、C2和和D构成检波回路，其作用是去掉高频信号，选出构成检波回路，其作用是去掉高频信号，选出所需的低频信号。所需的低频信号。本讲稿第二十二页，共三十二页 (1)1毫米的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成若干波毫米的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成若干波段。段。波段波段波长波长频率频率传播传播方式方式主要用途主要用途长波长波30 0003 10100千赫千赫地波地波超远程无线电超远程无线电通讯和导航通讯和导航中波中波3 0001001 500千赫千赫地波和地波和天波天波无线电广播无线电广播和电报通讯和电报通讯
16、中短波中短波2001 5006 000千赫千赫天波天波短波短波50630兆赫兆赫本讲稿第二十三页，共三十二页波段波段波长波长频率频率传播传播方式方式主要用途主要用途微微波波米波米波1030300兆赫兆赫近似直近似直线传播线传播无线电传播、无线电传播、电视、导航电视、导航分米波分米波101分米分米3003 000兆赫兆赫直线直线传播传播电视、雷达、电视、雷达、导航导航厘米波厘米波101厘米厘米3 00030 000兆赫兆赫毫米波毫米波101毫米毫米30 000300 000兆赫兆赫本讲稿第二十四页，共三十二页(2)电磁波的传播特性：电磁波的传播特性：传播形式传播形式适合的波段适合的波段特点特点地
17、波地波沿地球表面沿地球表面空间传播空间传播长波、中波、长波、中波、中短波中短波衍射能力较强衍射能力较强天波天波靠大气电离层靠大气电离层的反射传播的反射传播中短波、短波中短波、短波反射能力较强反射能力较强空间波空间波沿直线传播沿直线传播短波、超短波、短波、超短波、微波微波穿透能力较强穿透能力较强本讲稿第二十五页，共三十二页 名师点睛名师点睛一般电台的中波、中短波、短波广播以及电一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波；电台的立体声广播和电视信号中视中的图像信号采用调幅波；电台的立体声广播和电视信号中的伴音信号，采用调频波。的伴音信号，采用调频波。本讲稿第二十六页，共三十二页
18、 2关于无线电波的传播，下列说法正确的是关于无线电波的传播，下列说法正确的是 ()A发射出去的电磁波，可以传到无限远处发射出去的电磁波，可以传到无限远处 B无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流 C波长越短的电磁波，越接近直线传播波长越短的电磁波，越接近直线传播 D移动电话是利用无线电波进行通讯的移动电话是利用无线电波进行通讯的 审题指导审题指导 (1)不同波段的电磁波传播特点不同。不同波段的电磁波传播特点不同。(2)电磁波在传播过程中可以携带信息且传播能量。电磁波在传播过程中可以携带信息且传播能量。本讲稿第二十七页，共三十二页
19、 解析解析无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生涡流部分，遇到导体，会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流同频率的振荡电流)，故故B对对A错；波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动电话错；波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故C、D正确。正确。答案答案BCD本讲稿第二十八页，共三十二页(1)电磁波的波长越长，越易发生衍射现象。电磁波的波长越长，越易发生衍射现象。(2)电磁波的波长越短，越易表现为直线传播的特性。电磁波的波长越短，越易表现为直线传播的特性。(3)电磁波在导体中激起感应电流时要消耗电能。电磁波在导体中激起感应电流时要消耗电能。本讲稿第二十九页，共三十二页本讲稿第三十页，共三十二页点击下图进入点击下图进入 随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结本讲稿第三十一页，共三十二页点击下图进入点击下图进入 课下作业课下作业 综合提升综合提升本讲稿第三十二页，共三十二页