高二物理课件《电磁波的发射和接收》.ppt
电磁波的电磁波的发射和接收发射和接收 zxxk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须分散到尽可能大的空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。间，这样才能有效地把能量辐射出去。2、开路电路：、开路电路：z.x.x.k 为了发射电磁波，需要改进振荡电路。为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面增大电容器极板间距离、减少正对一方面增大电容器极板间距离、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。这种电路叫做电场分散到较大空间。这种电路叫做开放开放电路电路。在实际应用中，开放电路的下部分导线在实际应用中，开放电路的下部分导线通常接地。叫做通常接地。叫做地线地线，上部分导线尽可能分，上部分导线尽可能分散到高处，叫做散到高处，叫做天线天线。电磁波就是通过天线。电磁波就是通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，常用如图所示的方法，荡电流，常用如图所示的方法，使振荡器的线圈使振荡器的线圈L2靠近开放振靠近开放振荡电路的线圈荡电路的线圈L1。当振荡器中。当振荡器中产生振荡电流时，由于互感作产生振荡电流时，由于互感作用，就可以在开放振荡电路中用，就可以在开放振荡电路中产生相同频率的振荡电流，这产生相同频率的振荡电流，这种方法叫做种方法叫做感应耦合感应耦合。发发 射射 端端 常用的调制方式有常用的调制方式有调幅和调频调幅和调频两种：两种：1 1、调幅：、调幅：高频电流或电压的振幅随信号改高频电流或电压的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，用变，这种调制叫做调幅，用AM表示。表示。2)调频调频：使高频电流或电压的频率随信号改变：使高频电流或电压的频率随信号改变的调制方式叫做调频。用的调制方式叫做调频。用FM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，首先要把传递的信号转变成电信号。但这种电信号的把传递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，需要将这种低频率较低，不能直接发射出去，需要将这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。这种要把传递的电信号（叫做要把传递的电信号（叫做调制信号调制信号）加到高频）加到高频振荡电路（叫做振荡电路（叫做载波载波）上的过程叫做）上的过程叫做调制调制；进；进行调制的装置叫做行调制的装置叫做调制器调制器。振荡电路振荡电路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各使电磁波随各种信号而改变种信号而改变,叫做叫做调制调制调调 幅幅一一、无线电波的发射无线电波的发射振荡电路振荡电路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各使电磁波随各种信号而改变种信号而改变,叫做叫做调制调制调调 频频一一、无线电波的发射无线电波的发射声音信号的调制过程：声音信号的调制过程：学科网调幅调幅(AM)：中波和短波波段；中波和短波波段；调频调频(FM)：微波（甚高频和超微波（甚高频和超高频波段）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自己选出自己所需的无所需的无线电波呢线电波呢?二二 、无线电波的接收无线电波的接收二二 、无线电波的接收无线电波的接收 1.1.当接收电路的当接收电路的固有频率跟接收到的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振接收电路中产生的振荡电流最强（这种现荡电流最强（这种现象叫做象叫做电谐振电谐振）二二、无线电波的接收无线电波的接收可可变变电电容容 2.使接收电路产生电谐振的过程叫做使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐调谐，能够调谐的接收电路叫做能够调谐的接收电路叫做调谐电路调谐电路。1.1.当接收电路的当接收电路的固有频率跟接收到的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振接收电路中产生的振荡电流最强（这种现荡电流最强（这种现象叫做象叫做电谐振电谐振）二二、无线电波的接收无线电波的接收问题问题:用调谐器接收到的感应电流是调制的高用调谐器接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，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、无线电波的接收无线电波的接收3.3.检波：从接收到的高频振荡中检波：从接收到的高频振荡中“检检”出所携出所携带的信号，叫做带的信号，叫做检波检波，它是调制的逆过程，因，它是调制的逆过程，因此也叫此也叫解调解调。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 组卷网无线电波的发射无线电波的发射无线电波的接收无线电波的接收三三.无线电波的无线电波的波段波段分布（根据：波长分布（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：长波长波短波短波微波微波微波微波问题讨论问题讨论:为什么为什么不同波段不同波段的无线电电波采用的无线电电波采用不同不同的传播方式的传播方式?知识拓展知识拓展长波长波:波长较长，容易产生波长较长，容易产生衍射衍射现象。现象。长波在地面传播时能绕过障碍物长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物（大山、高大建筑物）长波长波长波长波容易被电离层吸收；容易被电离层吸收；短波短波容易被电离层反射；容易被电离层反射；微波微波容易穿过电离层。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】为了使需要传递的信号发射到远方，必】为了使需要传递的信号发射到远方，必须对振荡电流进行须对振荡电流进行 （）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距离增大电容器两极板间的距离B.B.减小电容器两极板间的距离减小电容器两极板间的距离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.在电容器两极板间加入电介质在电容器两极板间加入电介质 BD【例【例3 3】一个】一个LCLC接收回路，若要从接收较高频接收回路，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，下列调节正确的是调节正确的是 （）A.A.增加谐振线圈的匝数增加谐振线圈的匝数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 例例4 4、无线电广播中波段的波长范围为、无线电广播中波段的波长范围为187560187560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差台的频率至少相差10104 4赫，则在此波段中，最赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：多能容纳的电台数约：()()A A、500500个个 B B、100100个个 C C、187187个个 D D、2020个。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】为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确的是的是 （）A.A.只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行B.B.至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行C.C.只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行行D.D.至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行运行解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极的上空运行的卫星不可能是同步卫星。由于电视信号的上空运行的卫星不可能是同步卫星。由于电视信号属于微波段，只能够沿直线传播，为覆盖全球，至少属于微波段，只能够沿直线传播，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】某雷达工作时，发射电磁波的波长】某雷达工作时，发射电磁波的波长2020，每秒脉冲数，每秒脉冲数n n50005000，每个脉冲持续时间，每个脉冲持续时间t t，问，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器。可见，雷达的最大个发射波发出前到达雷达接收器。可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离的一半。时间内传播距离的一半。电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离所以雷达的最大侦察距离所以雷达的最大侦察距离
