4.3 无线电波的发射和接收 课件 人教版高中物理选修二.pptx

1、人教版高中物理选修二 4.34.3无线电波的发射和接收无线电波的发射和接收人教版高中物理选修二人教版高中物理选修二人教版高中物理选修二目录新知导入第 一 部 分新知探究第 二 部 分课堂小结第 三 部 分新知巩固第 四 部 分新知拓展第 五 部 分CLSE a B+AbCLSE aBAbCLSE a+B AbCLSE aBAbCLSE a B+Ab新知导入新知导入 在在普通的普通的LCLC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场振荡电路中，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主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁

2、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？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？新知导入新知导入麦克斯韦的电磁场理论:变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场又产生变化的电场,这样就产生了电磁波。B BE EB BE EB B 广播电台声电电磁波发射电视台声光电电磁波发射E E新知导入新知导入一、无线电波 1 1、无线电技术中使用的电磁波叫无线电波、无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。2 2、无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。、无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。根据波长（或频率）又可以把无线电波分成长波、中根据波长（或频率）又可以

3、把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段。波、中短波、短波和微波等几个波段。新新知探究知探究波段波段波长波长频率频率传播方式传播方式主要用途主要用途长波长波30 000 m3 000 m10 kHz100 kHz地波地波超远程无线通讯和超远程无线通讯和导航导航中波中波3 000 m200 m100 kHz1 500 kHz地波和天波地波和天波调幅无线电广播、调幅无线电广播、电报、通信电报、通信中短波中短波200 m50 m1500 kHz6 000 kHz短波短波50 m10 m6MHz30 MHz天波天波微微波波米波米波10 m1 m30MHz300MHz近似直线传播近似直线传

4、播调频无线电广播、调频无线电广播、电视、导航电视、导航分米波分米波1 m0.1 m300 MHz3 000 MHz直线传播直线传播电视、雷达、导航电视、雷达、导航厘米波厘米波10 cm1 cm3 000 MHz30 000 MHz毫米波毫米波10 mm1 mm30000MHz300 000 MHz3.3.无线电波的波段分布新新知探究知探究新新知探究知探究 第二第二：振荡振荡电路的电场和磁场必须电路的电场和磁场必须分散分散到尽可能到尽可能大的空间大的空间，这样才能，这样才能有效地把能量辐射出去。有效地把能量辐射出去。第一第一：要要有足够有足够高高的振荡的振荡频率频率。振荡电路向外界辐射能量的本领

5、，与振荡频率密切相关。振荡电路向外界辐射能量的本领，与振荡频率密切相关。频率越高频率越高，发射电磁波的本领就越大发射电磁波的本领就越大。1.1.有效发射电磁波的有效发射电磁波的条件条件和和方法方法LCf21减小电容减小电容C C：增大板间距增大板间距d d，减小正对面积，减小正对面积S S减小自感系数减小自感系数L L振荡振荡电路电路变为成为变为成为一条导线一条导线开放电路开放电路开放开放开放开放新新知探究知探究天线天线地线地线天线天线和和大地大地构成一个构成一个巨大的电容巨大的电容 实际实际应用中应用中的开放电路，线圈的的开放电路，线圈的一端用导线与大地一端用导线与大地相连相连，这条导线叫，

6、这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的空中的天线相连。无线电波就能由这天线相连。无线电波就能由这样的开放电路有效地样的开放电路有效地发射出去发射出去。将发射塔建的很高将发射塔建的很高新新知探究知探究2 2.使载波随各种信号而改变的使载波随各种信号而改变的技术技术调制调制 为了为了传送声音、文字、图象传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号等信号，首先要把传递的信号转变转变成电信号成电信号。但这种电信号的。但这种电信号的频率较低频率较低，不能直接发射出去，需要，不能直接发射出去，需要将将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去这种低频电信号加到高频

7、振荡电流上发射出去。把传递的电信号（叫做把传递的电信号（叫做调制信号调制信号）加到加到高频振荡电路（叫做高频振荡电路（叫做载波载波）上的过程。上的过程。调制：调制：进行进行调制的装置叫做调制器。调制的装置叫做调制器。新新知探究知探究2 2.使载波随各种信号而改变的使载波随各种信号而改变的技术技术调制调制常用的调制常用的调制方式方式调幅、调频调幅、调频B B、调频、调频：使高频电流或电压的使高频电流或电压的频率频率随信号改变的调制方式叫做调频。用随信号改变的调制方式叫做调频。用FMFM表示。表示。A A、调幅：、调幅：高频电流或电压的高频电流或电压的振幅振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，用随信号

8、改变，这种调制叫做调幅，用AMAM表示。表示。新新知探究知探究三、无线电波的传播方式：三、无线电波的传播方式：长波长波短波短波微波微波微波微波新新知探究知探究长波长波:波长较长，容易产生衍射现象。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、高大建筑物长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物）长波长波新新知探究知探究长波容易被电离层吸收；长波容易被电离层吸收；短波容易被电离层反射；短波容易被电离层反射；微波容易穿过电离层。微波容易穿过电离层。短波短波新新知探究知探究微波微波:频率很高；直线传播。频率很高；直线传播。微波微波新新知探究知探究设备：设备：接收天线接收天线1.

9、1.接收原理和设备接收原理和设备原理原理:电磁感应现象电磁感应现象，导体遇到，导体遇到电磁波电磁波会会产生感应电流。产生感应电流。鱼骨鱼骨天线天线卫星接卫星接收天线收天线 接收接收电磁波后首先电磁波后首先要从诸多的信号中筛选要从诸多的信号中筛选出自己出自己想要的想要的，这就要，这就要设法设法使我们所需的电磁使我们所需的电磁波在接收天线中激起的波在接收天线中激起的感应电流最强感应电流最强。如何实。如何实现筛选呢？现筛选呢？各种信号各种信号新新知探究知探究2.2.筛选装置筛选装置f=f0LC21f0调谐：调谐：使接收电路发生电谐振的过程使接收电路发生电谐振的过程调谐电路调谐电路 当接收电路的固有频

10、率跟收到的电磁波的频率相同时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，这种现象叫做接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振电谐振。新新知探究知探究3.3.解调过程还原声音和图像信号解调过程还原声音和图像信号这是原信号吗？这是原信号吗？这是原信号这是原信号+载波载波解调：解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来把声音或图像信号从高频电流中还原出来解调解调调幅调幅调频调频（检波）（检波）放大电路放大电路声音声音图像图像调谐器调谐器解调器解调器放大电路放大电路天线天线4 4.无线电的接收全过程无线电的接收全过程新新知探究知探究新新知探究知探究声音信号的传

11、送话筒前的人新新知探究知探究振荡器信号发射机房新新知探究知探究电视信号发射塔上的信号发射天线无线电信号发射塔新新知探究知探究彩塔接收天线电报大楼上的接收天线新新知探究知探究 收音机内的接收装置就是一个简单的调谐电路新新知探究知探究新新知探究知探究1.1.电视信号的采集过程与发射电视信号的采集过程与发射新新知探究知探究2.2.电视信号的主要传播方式电视信号的主要传播方式无线电传输无线电传输有线网络传输有线网络传输卫星传输卫星传输：电缆、光缆：电缆、光缆信号不受外界干扰信号不受外界干扰收视质量更好收视质量更好（有线电视）（有线电视）新新知探究知探究调调谐谐接收天线接收天线解解调调图像电信号图像电信

12、号声音电信号声音电信号显示显示图像图像放大器放大器发出发出声音声音3.3.电视信号的接收电视信号的接收有线传输有线传输光信号光信号图像电信号图像电信号声信号声信号声音电信号声音电信号新新知探究知探究振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间要有足够高的振荡频率要有足够高的振荡频率1.1.有效发射电磁波的条件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调制：使载波随各种信号而改变的技术调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变。调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变。调频：使高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。调频：使

13、高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。2.2.有效有效发射发射电磁的方法电磁的方法二、无线电波的接收二、无线电波的接收1.1.设备：接收天线设备：接收天线4.4.电谐振：类似机械振动中的共振，找到最强电流电谐振：类似机械振动中的共振，找到最强电流3.3.调谐：使接收电路发生电谐振的过程调谐：使接收电路发生电谐振的过程2.2.筛选装置：调谐电路筛选装置：调谐电路课堂小结课堂小结1 1、一个、一个LCLC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是电磁波，下列调节正确的是 （）A.A.增加谐振线圈的匝数增加

14、谐振线圈的匝数B.B.在线圈中插入铁芯在线圈中插入铁芯C.C.降低电源电压降低电源电压D.D.把可变电容器的动片适当旋进些把可变电容器的动片适当旋进些 ABDABD新新知巩固知巩固2 2、调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某、调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号，要收到该电台的信号，应该（较高频率电台发出的电信号，要收到该电台的信号，应该（）A.A.增加调谐电路线圈的匝数增加调谐电路线圈的匝数B.B.加大电源电压加大电源电压C.C.减少调谐电路线圈的匝数减少调谐电路线圈的匝数D.D.减小电源电压减小电源电压C C新新知巩固知巩

15、固3 3、一、一首乐曲从电台首乐曲从电台“出发出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，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（）下列选项都描述了该过程，其中顺序正确的是（）A A.调制调制-发射发射-调谐调谐-解调解调-播放播放 B B.调频调频-发射发射-解调解调-调谐调谐-播放播放 C C.调幅调幅-调谐调谐-发射发射-解调解调-播放播放 D D.调频调频-调谐调谐-发射发射-解调解调-播放播放 一一首乐曲从电台首乐曲从电台“出发出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，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

16、号上去，然后进行发首先要进行调制，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 A正确，正确，BCDBCD错误错误。A A解析：解析：新新知巩固知巩固5.5.关于电磁波的发射和接收，以下说法正确的是关于电磁波的发射和接收，以下说法正确的是()()A.A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路B.B.电

17、台功率比较低，不能直接用来发射电磁波电台功率比较低，不能直接用来发射电磁波C.C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同，接收当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同，接收电路中产生的振荡电流最强电路中产生的振荡电流最强D.D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程BCD新新知巩固知巩固6.6.收音机正在收听收音机正在收听700 kHz700 kHz的电台播音，现需改的电台播音，现需改收收1400 kHz1400 kHz的电台，应调节调谐回路的可变电容，的电台，应调节调谐回路的可变电容，使其电容量变为原来的使其电容量变为原来的_._.1/

18、4新新知巩固知巩固7.7.调整接收回路时，可变电容器的动片全部旋出到完全旋入的过程中，调整接收回路时，可变电容器的动片全部旋出到完全旋入的过程中，仍收不到某一较低频率的电台的信号，要接收到该电台，则应仍收不到某一较低频率的电台的信号，要接收到该电台，则应()()A.A.增加谐振线圈的圈数增加谐振线圈的圈数B.B.减小谐振线圈的圈数减小谐振线圈的圈数C.C.在在线圈中插入铁芯线圈中插入铁芯D.D.加大电源电压加大电源电压AC新新知巩固知巩固电磁波带来的发展 人们利用电磁波发展了无线电技术。电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化，由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空，已充满了各种频率不同、功率

19、不同、传递信息各异的电磁波。由于电磁波的存在以及无线电技术的飞跃发展，人类才能在遥远的他乡，听到和看到亲人的音容笑貌；电报、广播、电视靠它传递；卫星靠它控制、导航看不见的电波，使得人类社会的发展日新月异。新新知拓展知拓展电磁波的“副作用”尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被人们称为“无形杀手”。1995年4月，美国一架飞机在航行中，由于机上有人使用手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题。新新知拓展知拓展 家庭常用电器用品电磁辐射检测数据参考表家庭常用电器用

20、品电磁辐射检测数据参考表 液晶电脑液晶电脑 1mG 咖啡炉咖啡炉1mG 传真机传真机 2mG 电熨斗电熨斗 3mG 录影机录影机 6mG 音音 响响 20mG 电电 视视 20mG 电冰箱电冰箱 20mG 冷冷 气气 20mG 洗衣机洗衣机 30mG 电电 锅锅 40mG 影印机影印机 40mG 吹风机吹风机 70mG 电胡刀电胡刀 100mG 电电 毯毯 100mG 电电 话话 200mG 微波炉微波炉 200mG 手手 机机400mG 1993年瑞典北欧叁国研究调查公布，受到年瑞典北欧叁国研究调查公布，受到2mG以上电磁辐射影响，罹患白血病的机会是正常人的以上电磁辐射影响，罹患白血病的机会是正常人的 2.1 倍，倍，罹患脑肿疡的机会是正常人的罹患脑肿疡的机会是正常人的1.5 倍，尤其是青少年所受危害更大。倍，尤其是青少年所受危害更大。新新知拓展知拓展人教版高中物理选修二 课程结束课程结束人教版高中物理选修二