4.3-电磁波的发射与接收(课件)2020-2021学年高中物理新教材(人教版选择性必修第二册).pptx

人教版人教版2019版选择性必修第二册版选择性必修第二册在普通的在普通的 LC LC 振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板振荡电路中，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电路内互相转化，辐射出去的能量很少，能和磁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？怎样才能有效地发射电磁波呢？想一想：想一想：？一、无线电波的发射一、无线电波的发射第一，要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领就越大。第一，要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领就越大。1.我们如何才能有效的向外界发射电磁波呢？我们如何才能有效的向外界发射电磁波呢？第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。辐射出去。一、一、无线电波的发射无线电波的发射2.我们可以采取些什么措施呢？我们可以采取些什么措施呢？ 根据振荡频率公式根据振荡频率公式 , ,可知减小自感系数可知减小自感系数L L或减小电容或减小电容C C，都可增大频率。，都可增大频率。故可考虑增大板间距故可考虑增大板间距d d，减小正对面积，减小正对面积S.S.LCf21同学们想想还有那些措施呢？同学们想想还有那些措施呢？由闭合电路变成开放电路一、无线电波的发射一、无线电波的发射 如图所示是我们常用的收音机中与调台旋钮相连的一个电子如图所示是我们常用的收音机中与调台旋钮相连的一个电子器件，它由两组铝片组成，一组铝片固定，称为静片；另一组铝器件，它由两组铝片组成，一组铝片固定，称为静片；另一组铝片可以旋转，称为动片收音机调台时就是通过转动动片，改变片可以旋转，称为动片收音机调台时就是通过转动动片，改变动片与静片的正对面积，从而实现选台目的动片与静片的正对面积，从而实现选台目的。一、一、无线电波的发射无线电波的发射 1895年，一位年轻的意大利人马可尼年，一位年轻的意大利人马可尼(公元公元18741937年年)发明了发明了无线电通信技术无线电通信技术线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地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。无线电波就能由线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。无线电波就能由这样的开放电路有效地发射出去。这样的开放电路有效地发射出去。3. 实际应用中的开放电路实际应用中的开放电路4. 实际实际的发射装置的发射装置一、一、无线电波的发射无线电波的发射一、无线电波的发射一、无线电波的发射5. 如何利用无线电波传递各种信号如何利用无线电波传递各种信号（1 1）载波）载波: : 用来携带信号的高频电磁波。用来携带信号的高频电磁波。（2 2）调制：）调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术。在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术。（3 3）调幅：）调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。（4 4）调频：）调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。一、无线电波的发射一、无线电波的发射6. 无线电波音频信号的发射过程无线电波音频信号的发射过程二、无线电波的接收二、无线电波的接收 电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。收到电磁波了。7. 发射的无线电波如何被接收到呢？发射的无线电波如何被接收到呢？二、无线电波的接收二、无线电波的接收8. 如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？ 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电当接收电路的固有频率跟接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。流最强。（这种现象叫做电谐振）（这种现象叫做电谐振）收音机的调谐电路 图示为收音机的简单的调谐电路，图示为收音机的简单的调谐电路，通过可变电容改变调谐电路的固有频通过可变电容改变调谐电路的固有频率，使其与接收电台的电磁波频率相率，使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出里激起较强的感应电流，这样就选出了电台。了电台。二、无线电波的接收二、无线电波的接收9. 如何如何还原声音与图像信号如何如何还原声音与图像信号 由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。或图像信号，因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。这个过程是调制这个过程是调制的逆过程，所以叫作解调（的逆过程，所以叫作解调（demodulation）。调幅波的解调也叫检波）。调幅波的解调也叫检波。二、无线电波的接收二、无线电波的接收简单收音机的接收简单收音机的接收三、电视广播的发射和接收三、电视广播的发射和接收电视信号发射塔上的信号发射天线无线电信号发射塔彩塔接收天线三、电视广播的发射和接收三、电视广播的发射和接收 电视广播信号也是一种无线电信号。在现代电视发射系统中，首先通过摄像机的电视广播信号也是一种无线电信号。在现代电视发射系统中，首先通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电信号。这种电信号可以通过线路直接传输，但是感光器件将景物的光信号转变为电信号。这种电信号可以通过线路直接传输，但是由于传输失真、损耗等原因，很难远距离传播。因此，需要通过载波将信号调制成由于传输失真、损耗等原因，很难远距离传播。因此，需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播。高频信号再进行传播。三、电视广播的发射和接收三、电视广播的发射和接收三、电视广播的发射和接收三、电视广播的发射和接收(1)地面无线电传输地面无线电传输(2)有线网络传输有线网络传输(3)卫星传输。卫星传输。10. 高频信号的主要传播方式高频信号的主要传播方式 说明：不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。说明：不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。三、电视广播的发射和接收三、电视广播的发射和接收 在电视接收端，接收到高频电磁波信号以后，经过解调处理，就可以将得到在电视接收端，接收到高频电磁波信号以后，经过解调处理，就可以将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调后送到扬声器号外，还有伴音信号。伴音信号经解调后送到扬声器课堂总结课堂总结 有效发射电磁波的两个基本条件有效发射电磁波的两个基本条件 有效发射电磁波可采取的措施有效发射电磁波可采取的措施 实际应用中的开放电路实际应用中的开放电路 实际的发射装置实际的发射装置 如何利用无线电波传递各种信号如何利用无线电波传递各种信号 无线电波音频信号的发射过程无线电波音频信号的发射过程 无线电波的接受原理无线电波的接受原理 如何还原声音信号与图像信号如何还原声音信号与图像信号 高频信号的主要传播方式高频信号的主要传播方式1、（单选）、（单选）为了使需要传递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)加载在电磁波上发射到远方，加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行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C随堂练习随堂练习【答案】【答案】C C【解析】【解析】1.1.把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制2 2调制有调幅和调频调制有调幅和调频两种两种随堂练习随堂练习例例2、（多选）、（多选）下图甲为一个调谐检波电路，图乙、丙、丁为电路中的电流随时间下图甲为一个调谐检波电路，图乙、丙、丁为电路中的电流随时间变化的图象，则变化的图象，则( )Ai1是是L1中的电流图象中的电流图象Bi1是是L2中中的电流图象的电流图象Ci2是是L2中的电流图象中的电流图象Di3是流过耳机的电流图象是流过耳机的电流图象ACD随堂练习随堂练习【答案】【答案】 ACD【解析】【解析】L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象是同乙图相似的，但中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象是同乙图相似的，但是由于是由于L2和和D串联，所以当串联，所以当L2的电压与的电压与D反向时，电路不通，因此这时反向时，电路不通，因此这时L2没有电没有电流，所以流，所以L2中的电流应选丙图故应选中的电流应选丙图故应选A、C、D.此接收电路是最简单的一种收此接收电路是最简单的一种收音机电路音机电路随堂练习随堂练习例例3、要提高要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是( )A增加辐射波的波长增加辐射波的波长B使振荡电容的正对面积足够小使振荡电容的正对面积足够小C尽可能使电尽可能使电场和磁场分散开场和磁场分散开D增加回路中的电容和电感增加回路中的电容和电感B随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习例例4、(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.摄像机实际上是将光信号转变为电信号的装置摄像机实际上是将光信号转变为电信号的装置B.电视接收机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置电视接收机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C.由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的图像由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的图像D.电视机接收到的画面是连续的电视机接收到的画面是连续的ABC随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习【答案】【答案】： ABC【解析】：【解析】：通过摄像机摄到景物的光信号通过摄像机摄到景物的光信号,再通过特殊装置转变为电信号再通过特殊装置转变为电信号,在在1 s内传递内传递25幅画面幅画面;电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号,最后还原为图像和景最后还原为图像和景物物,每秒要接收到每秒要接收到25幅画面幅画面,由于画面更换迅速和视觉暂留由于画面更换迅速和视觉暂留,我们感觉到的便是活动的图我们感觉到的便是活动的图像像,所以所以A、B、C选项正确。选项正确。 随堂练习随堂练习例例5 5、(多选多选)关于无线电广播的接收关于无线电广播的接收,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.用调谐器取出的高频电流用调谐器取出的高频电流,通过喇叭即可听到声音通过喇叭即可听到声音B.接收到的高频电流只有通过解调接收到的高频电流只有通过解调,才能产生音频电流才能产生音频电流C.调谐器的作用就是将音频信号从高频信号中取出调谐器的作用就是将音频信号从高频信号中取出D.通过解调电路的电流通过解调电路的电流,再通过喇叭才能听到声音再通过喇叭才能听到声音BD随堂练习随堂练习【答案】【答案】：B、D【解析】：【解析】：本题主要在于区分解调和调谐的概念本题主要在于区分解调和调谐的概念,解调又叫检波解调又叫检波,是把有用信号从高频是把有用信号从高频信号中取出的过程信号中取出的过程;调谐是使接收电路产生电谐振的过程。调谐是使接收电路产生电谐振的过程。