无线电通信+3.4电磁波家族

1、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 先填空 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 3-3-12.振荡器的作用振荡器的作用是产生等幅高频信号

2、. 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.调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.调频是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.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 .地波：沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中，通常采用地波第 1页的形式传播长波、中波和中短波.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 .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

3、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 . 再判断 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.() 后思考 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

4、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. 核心点击 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 3-3-2 所示 )图 3-3-23.“调幅 ”和“ 调频 ” 都是调制过程第 2页(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

5、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 .f1，c，要使 f 增大，应减小 l 或 c，故正rs2 lc4kd确答案为 b、c、e.【答案】bce2.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 (

6、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第 3页载到运载工具上 .无 线 电 波 的 接 收 先填空 1.电磁

7、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. 再判断 1.无线电波的接收需要经过调谐、高频放大、检波、音频放大的过程.()2.调谐就是使某一频率的电磁波与接收电路产生电谐振

8、.()3.检波就是从众多的电磁波中得到我们所需要的信号.() 后思考 1.调谐电路能进行调谐的基本原理是什么？【提示】调谐电路能进行调谐的基本原理是电谐振，即让接收电磁波的频率和被接收电磁波的频率相同.2.如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图像信号？【提示】要对接收到的调制信号进行解调，去掉高频成份，只保留声音、图像这些低频信号， 即从振荡电流中 “检” 出声音、图像信号 . 核心点击 第 4页1.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中的过程就是调制 .而将声音、图像信号

9、从高频信号中还原出来的过程就是解调.2.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，通常叫选台.在无线电技术中利用电谐振达到目的.3.关于电磁波的发射和接收， 下列说法中正确的是 ()a.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的b.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波c.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强d.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程e.振荡电路的频率越高，产生的电磁波在空间传播越快

10、【解析】有效发射电磁波， 必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低， 不能直接用来发射电磁波； 电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示， b、c、d 正确 .【答案】bcd4.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，其调节方式应把可动电容器的动片适当_一些 .1【解析】增大 lc 接收电路的频率，由公式f2 lc可知应减小电容或电感；把可动电容器的动片适当旋出一些即可.【答案】旋出5.世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能

11、收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是因为接收到的电台电磁波与第 5页收音机调谐电路的固有频率_，产生了 _.【解析】选台就是调谐过程，使f 固 f 电磁波 ，在接收电路中产生电谐振，激起的感应电流最强 .【答案】相同电谐振相近概念的辨析技巧1.调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅.2. 调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制； 把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程 .电 磁 波 家 族 先填空 1.电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就组成

12、了电磁波谱.按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、 射线 .2.电磁波家族成员的特性(1)无线电波：波长较长，主要应用于广播、 电视、雷达、微波炉等 .(2)红外线：不能引起人的视觉，热效应作用较强.波长比可见光长，衍射现象明显 .所有物体都能辐射红外线，能在云雾、烟尘中传播得较远.主要应用于红外线摇感或红外高空摄影.(3)可见光：引起人类视觉的部分，万物生长靠太阳.(4)紫外线：频率比可见光要高，不能引起人的视觉.化学作用较强，应用于杀菌消毒；还有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光.(5)x 射线：频率比紫外线还高，当高速电子流轰击固体时能发出x 射线，又叫伦琴

13、射线 .穿透力较强 .用来检查工业部件的内部有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视 .(6) 射线：频率比x 射线还要高，穿透能力更强，主要应用它的穿透能力.第 6页 再判断 1.x 射线对生命物质有较强的作用，过量的x 射线辐射会引起生物体的病变 .( )2. 射线是波长最短的电磁波， 它比 x 射线的频率还要高 .( )3.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射.() 后思考 1.为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？【提示】根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段 .微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波直线传播性好的特点 .2.

14、红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图3-3-3 所示，你知道它的工作原理吗？图 3-3-3【提示】根据体温越高，辐射红外线越强的原理. 核心点击 1.电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义 .(2)都遵守公式 vf，它们在真空中的传播速度都是c3.0108 m/s.(3)它们的传播都不需要介质.(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.2.电磁波的个性(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强.(2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同.不同频率的电磁波

15、，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小.(3)产生机理不同无线电波振荡电路中电子周期性运动产生第 7页红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生x 射线原子的内层电子受激发后产生射线原子核受激发后产生(4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒， x 射线应用于医学上的x 光照片， 射线检查金属部件的缺陷等 .6.无线电波的中波波长范围为2003 000 m.求该波段的频率范围 .【解析】根据频率公式 fc得 1 c31086hz，f2cf 200hz1.5101231083 000 hz 1.0105 hz，即该波段的频率范围为 1.0 1051.5 106 hz.【答案】1.01051.5106hz7.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)x 光机， _.(2)紫外线灯， _.(3)用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”是利用 _.a.光的全反射b.紫外线具有很强的荧光作用c.紫外线具有杀菌消毒作用d.x 射线的很强的贯穿力e.红外线具有显著的热效应f.红外线波长较长，易发生衍射【解析】(1)x 光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成