2019版物理人教版选修3-4课件：第十四章 3. 电磁波的发射和接收

1、-1- 3 3.电磁波的发射和接收 -2- 3.电磁波的发射和接收 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 1.知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波。 2.了解利用电磁波传递信号要对电磁波进行调制,调制方法有两 种:调幅和调频。知道什么是调制、什么是调幅和调频。 3.知道接收需要的电磁波要进行调谐,知道还原信号还要进行解 调,了解什么是调谐和解调。 -3- 3.电磁波的发射和接收 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 12 1.电磁波的发射 (1)要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点:第一,要有 足够高的振荡频率,频率越高,发射电磁波的本领越大。第二,应采 用开放电路,振荡电路的电场

2、和磁场必须分散到足够大的空间。 (2)开放电路:实际的开放电路,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。 -4- 3.电磁波的发射和接收 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 12 (3)电磁波的调制 -5- 3.电磁波的发射和接收 目标导航 知识梳理重难聚焦典例透析 12 2.电磁波的接收 (1)接收原理:电磁波能使导体中产生感应电流,所以导体可用来 接收电磁波,这个导体就是接收天线。 (2)电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等 时,接收电路里产生的振荡电流最强,这种现象叫作电谐振。 (3)调谐:使接收电路中产生电谐振的过程叫作

3、调谐。 (4)解调:使声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来,这 个过程是调制的逆过程,叫作解调。调幅波的解调也叫检波。 (5)无线电波:技术上把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁 波称作无线电波,并按波长分成若干个波段,像长波、中波、短波、 微波等。不同波段所用的设备和技术不同,因此有不同的用途。 -6- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 一、有效地发射电磁波的两个条件 1.高频电路:理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的四 次方成正比,频率越高,发射电磁波的本领就越大,所以采用高频电 路。 2.开放电路:振荡电路中的电场和磁场必须分

4、散到尽可能大的空 间,这样才能有效地把能量辐射出去。实际的开放电路由天线、线 圈和地线组成,天线相当于电容器的一个极板,大地是另一个极板, 这样做有两个好处,一是满足开放的条件,让电场和磁场尽可能地 分散到更大的空间;二是电容器的电容非常小,可以产生高频率。 特别警示当振荡电路变成开放电路时,由于匝数减少,则自感系 数L减小。由于正对面积减小,距离增大,电容器的电容减小。由 -7- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 二、对电谐振及其作用的理解 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

5、 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(类似于机械振动中的共振)达到目的。 -8- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 使接收电路中产生电谐振的过程叫调谐,能够调谐的接收电路叫 调谐电路。如图所示,调节电容器的电容,当该LC振荡电路的固有 频率与某电台的频率相同时,这个电台的电磁波在电路中激起的感 应电流最强,这样就选出了这个电台。收音机一般是通过改变电容 来调谐,而电视机一般通过改变电感来调谐。 -9- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 三、对调制、调幅、调频、调谐、解调等

6、概念的理解 1.无线电波的发射和接收过程。 2.“调幅”和“调频”都是调制过程。 (1)使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。 (2)使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。 -10- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 3.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上的过程就是调制。而将声音、图像信

7、 号从高频信号中还原出来的过程就是解调。 特别警示(1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”。 (2)调谐与电谐振不同,电谐振是一个物理现象,而调谐则是一个 操作过程。 -11- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 四、无线电波的分类 1 mm的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成若干波段。 -12- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 一二三四 特别警示无线电波是无线电技术中使用的电磁波,其波长范围从 几毫米到几十千米,按波长分成若干个波段,各个波段有其不同的 主要用途。 -13- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航

8、类型一类型二 理解有效发射电磁波的条件 【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 有() A.增加辐射波的波长 B.使振荡电容器的正对面积足够小 C.尽可能使电场和磁场分散开 D.增加电路中的电容和电感 解析：理论证明,电磁波发射本领(功率)与f正相关,电磁场应尽可 减小L或C,通过选择,B、C项符合题意。 答案：BC 题后反思只要熟练掌握有效发射电磁波的条件和振荡频率的表 达式,该题便可以解决。 -14- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例透析 目标导航 类型一类型二 电磁波接收端的有关计算 【例2】 一台收音机的接收频率范围从f1=2.2 MHz到f2=22 MHz。 设这台收音机能接收的相应波长范围从1到2,调谐电容器的相应 电容变化范围从C1到C2。那么波长之比为多少?电容之比为多少? 答案：1011001 -15- 3.电磁波的发射和接收 知识梳理重难聚焦典例