高三物理电磁波的发射与接收ppt课件

1、高中物理新人教版选修- 4系列课件14.3教学目的教学目的 1、知识与技艺： 了解无线电波的波长范围 了解无线电波的发射过程和调制的简单概念 了解调谐、检涉及无线电波的接纳的根本原理 2、过程与方法： 了解无线电波发射的过程 3、情感态度与价值观： 领会科学与技术的结合之美 【重点难点】 1、重点：调制、调幅、调频、调调和解调 2、难点：调制、调幅、调频、调调和解调一、无线电波的发射一、无线电波的发射1.要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：要有足够高的振荡频率。要有足够高的振荡频率。振荡电路的电场和磁场必需分散到尽能够大的空振荡电路的电场和磁场必

2、需分散到尽能够大的空间，这样才干有效地把能量辐射出去。间，这样才干有效地把能量辐射出去。2、开路电路：、开路电路： 为了发射电磁波，需求改良振荡电路。为了发射电磁波，需求改良振荡电路。一方面增大电容器极板间间隔、减少正对一方面增大电容器极板间间隔、减少正对面积；另一方面减少线圈的匝数，以减少面积；另一方面减少线圈的匝数，以减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。电路。 在实践运用中，开放电路的下部分导线在实践运用中，开放电路的下部分导线通常接地。叫做地线，上部分导线尽能够分通常接地

3、。叫做地线，上部分导线尽能够分散到高处，叫做天线。电磁波就是经过天线散到高处，叫做天线。电磁波就是经过天线和地线所组成的开放电路发射出去的。和地线所组成的开放电路发射出去的。 为了使开放电路中产生振为了使开放电路中产生振荡电流，常用如下图的方法，荡电流，常用如下图的方法，使振荡器的线圈使振荡器的线圈L2L2接近开放振接近开放振荡电路的线圈荡电路的线圈L1 L1 。当振荡器。当振荡器中产生振荡电流时，由于互感中产生振荡电流时，由于互感作用，就可以在开放振荡电路作用，就可以在开放振荡电路中产生一样频率的振荡电流，中产生一样频率的振荡电流，这种方法叫做感应耦合。这种方法叫做感应耦合。 发发 射射 端

4、端 常用的调制方式有调幅和调频两种：常用的调制方式有调幅和调频两种：1 1、调幅：高频电流或电压的振幅随信号改、调幅：高频电流或电压的振幅随信号改动，这种调制叫做调幅，用动，这种调制叫做调幅，用AMAM表示。表示。 2) 2)调频：使高频电流或电压的频率随信号改动调频：使高频电流或电压的频率随信号改动的调制方式叫做调频。用的调制方式叫做调频。用FMFM表示。表示。 为了传送声音、文字、图象等信号，首先要为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传送的信号转变成电信号。但这种电信号的把传送的信号转变成电信号。但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，需求将这种低频率较低，不能直接发射出去，需求将这

5、种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。这种频电信号加到高频振荡电流上发射出去。这种要把传送的电信号叫做调制信号加到高频要把传送的电信号叫做调制信号加到高频振荡电路叫做载波上的过程叫做调制；进振荡电路叫做载波上的过程叫做调制；进展调制的安装叫做调制器。展调制的安装叫做调制器。声音信号声音信号高频振荡电流高频振荡电流使电磁波随使电磁波随各种信号而各种信号而改动改动,叫做调叫做调制制调调 幅幅一、无线电波的发射一、无线电波的发射声音信号声音信号高频振荡电流高频振荡电流使电磁波随使电磁波随各种信号而各种信号而改动改动,叫做调叫做调制制调调 频频一、无线电波的发射一、无线电波的发射声音信号的调制过程：

6、声音信号的调制过程：调幅调幅 (AM)：中波和短波波段；：中波和短波波段；调频调频 (FM)：微波甚高频和：微波甚高频和超高频波段超高频波段处在电磁处在电磁波传播空波传播空间的导体间的导体, ,会产生同会产生同频率的感频率的感应电流应电流我们生活我们生活的空间布的空间布满了强弱满了强弱不同的电不同的电磁波磁波, ,我我们又如何们又如何选出本人选出本人所需的无所需的无线电波呢线电波呢? ?二二 、无线电波的接纳、无线电波的接纳二二 、无线电波的接纳、无线电波的接纳 1. 1.当接纳电路的当接纳电路的固有频率跟接纳到的固有频率跟接纳到的电磁波的频率一样时，电磁波的频率一样时，接纳电路中产生的振接纳

7、电路中产生的振荡电流最强这种景荡电流最强这种景象叫做电谐振象叫做电谐振二二 、无线电波的接纳、无线电波的接纳可可变变电电容容 2.使接纳电路产生电谐振的过程叫做调谐，使接纳电路产生电谐振的过程叫做调谐，可以调谐的接纳电路叫做调谐电路。可以调谐的接纳电路叫做调谐电路。 1. 1.当接纳电路的当接纳电路的固有频率跟接纳到的固有频率跟接纳到的电磁波的频率一样时，电磁波的频率一样时，接纳电路中产生的振接纳电路中产生的振荡电流最强这种景荡电流最强这种景象叫做电谐振象叫做电谐振二二 、无线电波的接纳、无线电波的接纳问题问题: :用调谐器接纳到的感应电流是调制的高用调谐器接纳到的感应电流是调制的高频振荡电流

8、，这样我们就可以感知信号了吗频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗? ?二二 、无线电波的接纳、无线电波的接纳3.3.检波：从接纳到的高频振荡中检波：从接纳到的高频振荡中“检出所携检出所携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因此也叫解调。此也叫解调。信号信号调制调制振荡电流振荡电流发射发射调谐电路调谐电路解调解调输出输出无线电波发射和接受流程图无线电波发射和接受流程图无线电波的发射无线电波的发射无线电波的接纳无线电波的接纳三三. .无线电波的波段分布根据：波长无线电波的波段分布根据：波长/ /频率频率2.无线电波的传播方式：无线电波的传播方式：长波长波

9、短波短波微波微波微波微波问题讨论问题讨论: :为什么不同波段的无线电电波采用为什么不同波段的无线电电波采用不同的传播方式不同的传播方式? ?知识拓展知识拓展长波长波: :波长较长，容易产生衍射景象。波长较长，容易产生衍射景象。长波在地面传播时能绕过妨碍物长波在地面传播时能绕过妨碍物大山、高大建筑物大山、高大建筑物长波长波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。短波短波微波微波: 频率很高；频率很高； 直线传播。直线传播。微波微波【例【例1 1】为了使需求传送的信号发射到远方，必】为了使需求传送的信号发射到远

10、方，必需对振荡电流进展需对振荡电流进展 A A调制调制 B.B.放大放大 C.C.调谐调谐 D.D.检波检波 A【例【例2 2】用一平行板电容器和一个线圈组成】用一平行板电容器和一个线圈组成LCLC振振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是做法是 A.A.增大电容器两极板间的间隔增大电容器两极板间的间隔B.B.减小电容器两极板间的间隔减小电容器两极板间的间隔C.C.减小电容器两极板正对面积减小电容器两极板正对面积D.D.在电容器两极板间参与电介质在电容器两极板间参与电介质 BD【例【例3 3】一个】一个LCLC接纳回路，假设要从接纳较高接纳回路，

11、假设要从接纳较高频率的电磁波变到接纳较低频率的电磁波，以频率的电磁波变到接纳较低频率的电磁波，以下调理正确的选项是下调理正确的选项是 A.A.添加谐振线圈的匝数添加谐振线圈的匝数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 ABD 例4、无线电广播中波段的波长范围为187560米，为了防止邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差104赫，那么在此波段中，最多能包容的电台数约：( ) A、500个 B、100个 C、187个 D、20个。B【例【例5 5】为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确】为了实现全球

12、的电视转播，下面的措施中正确的选项是的选项是 A.A.只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运转只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运转B.B.至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运转至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运转C.C.只需发射一颗同步卫星，绕着经过南、北极的上空运只需发射一颗同步卫星，绕着经过南、北极的上空运转转D.D.至少需发射三颗同步卫星，绕着经过南、北极的上空至少需发射三颗同步卫星，绕着经过南、北极的上空运转运转解析：同步卫星只能在赤道平面上空，经过南、北极解析：同步卫星只能在赤道平面上空，经过南、北极的上空运转的卫星不能够是同步卫星。由于电视信号的上空运转的卫星不能够是

13、同步卫星。由于电视信号属于微波段，只可以沿直线传播，为覆盖全球，至少属于微波段，只可以沿直线传播，为覆盖全球，至少需发射三颗同步卫星，使它们静止于正三角形的顶点，需发射三颗同步卫星，使它们静止于正三角形的顶点，地球内切于这个正三角形。地球内切于这个正三角形。 B 【例【例1010】某雷达任务时，发射电磁波的波长】某雷达任务时，发射电磁波的波长2020，每秒脉冲数，每秒脉冲数n n50005000，每个脉冲继续时间，每个脉冲继续时间t t0.02s0.02s，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦查间，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦查间隔是多少？隔是多少？解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形

14、间的时解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦查间隔，为此反射波必需在后一间间隔，即可求得侦查间隔，为此反射波必需在后一个发射波发出前到达雷达接纳器。可见，雷达的最大个发射波发出前到达雷达接纳器。可见，雷达的最大侦查间隔应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔侦查间隔应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播间隔的一半。时间内传播间隔的一半。8923.0 101.5 1020 10cfHz电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播间隔电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播间隔所以雷达的最大侦查间隔所以雷达的最大侦查间隔1()sc tctn 86413 10(0.

15、02 10 )6 105000m 43 10302ssmKm 电学实验器材选用原那么电学实验器材选用原那么 指选用的实验器件要能保证明验的正常进展。指选用的实验器件要能保证明验的正常进展。 如如-线路中的限流电阻必需满足要求，线路中的限流电阻必需满足要求，确保电流不能超越允许值；确保电流不能超越允许值； 经过安培表的电流或加在伏特表上的电压均不经过安培表的电流或加在伏特表上的电压均不能超越它们的运用量程；能超越它们的运用量程； 经过电源、滑动变阻器的电流不能超越额定值。经过电源、滑动变阻器的电流不能超越额定值。一切的器件都必需符合实验要求。一切的器件都必需符合实验要求。 1、可行、可行,即够用

16、即够用 是指选用的实验器件要思索尽能够减小实验是指选用的实验器件要思索尽能够减小实验误差。误差。 如如-假照实验原理不思索电源和安培表的假照实验原理不思索电源和安培表的内阻及伏特表的分流作用时，就必需选用内内阻及伏特表的分流作用时，就必需选用内阻小的电源和安培表及内阻大的伏特表；阻小的电源和安培表及内阻大的伏特表；2、准确、准确 安培表、伏特表在运用时，要用尽能够使指针安培表、伏特表在运用时，要用尽能够使指针接近满刻度的量程，由于这样可以减小读数的接近满刻度的量程，由于这样可以减小读数的误差；误差； 运用欧姆表时宜选用使指针尽能够指在中间刻运用欧姆表时宜选用使指针尽能够指在中间刻度附近的倍率档位；由于高阻值区的刻度较密，度附近的倍率档位；由于高阻值区的刻度较密，电阻值不易读准，误差大，而接近零