电磁波的发射、传播与接收

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1、电磁波的发射、传播与接收　教学目的了解无线电发射装置的基本组成．理解开放电路和调制的意义．教学重点调制的意义及高频调幅电流的波形．教学过程复习提问：什么叫电磁波？电磁波是怎样形成的？答：（略）．周期性变化的电场和磁场由近及远地传播形成电磁波；振荡电流周有周期性变化的电场和磁场；振荡电路可以产生振荡电流．那么，能不能说，有一个LC振荡电路就可以向外发送电磁波呢？我们学习机械波时已经知道，波的传播过程不仅是振动的运动形式传播的过程，而且也是能量的传播过程．同样，电磁波的传播过程，也是向外辐射能量的过程．怎样才能向外辐射更多的能量？向学生说明，LC振荡电路，即闭合电路，辐射出去的能量极少，

2、不能用来发射电磁波．只有把电场或磁场分散到尽可能大的空间，才能更有效地把电磁波的能量传播出去．将课本图6-8的几个图逐个地，随着讲解陆续画在黑板上．如果把振荡电路的电容器两板张开一些，电场线就会向外扩展一些．把两板整个翻转过来，就可以使电场和磁场敝露在外部空间．把电容器的上板做成天线架设在空间，把电容器的下板埋在地里，成为地线，这样，组成了能够向外发射电磁波的开放电路．画出课本图6-9，振荡电路的L、C决定了振荡电流的频率，即电磁波的频率．通过L和L1的电磁感应，开放电路中有同样频率的振荡电流，并向外发射电磁波．天线的形状、大小由电磁波的频率决定，波长越长，所需天线也越长．无线电广播

3、选用波长较长的电磁波，需架设很大很大的天线．电视所用的电磁波波长较短，天线则做成不大的蝴蝶状，架设在楼顶上或发射塔尖上．天线的形状还由它所发送的电磁波担负的任务决定．例如，雷达天线为了具有很强的方向性而做成抛物面状．有了开放电路是否就可以将声音讯号变成音频电流直接发送出去呢？列举下列几个事实供学生思考．输电线路中通有电流很大的频率为50赫兹的交流电，它也能引起周围空间有变化的磁场和电场，如果把电话线架在它的附近，就会使电话线中产生同频率的感应电流，耳机里听到嗡嗡的干扰声．如果把电话线移到马路的另一侧架设，这种干扰就基本消除．无线电广播采用频率为几百千赫的电磁波，可以传到几百千米远的地

4、方，电视采用频率为几百、几千兆赫的电磁波，就可以传到三万六千千米远的同步通讯卫星上。以上事实说明，振荡电流的频率越高，向外辐射电磁波能量的本领也越强．单位时间内辐射出去的能量，与电磁波频率的四次方成正比．要想电磁波传得远，就必须使用高频率的电磁波．但我们要传递的讯号却又不是这些等幅高频振荡电流，而是一些低频讯号，如：声音讯号频率只有几百至几千赫兹，图象讯号频率也不过上万赫兹，不可能把它们直接发送出去．这就好象把沉重的货物运到远方去，把货物放在地上向前拖，极为困难，无法达到遥远的目的地；开着汽车虽然很容易到达目的地，但我们需要的并不是汽车而是货物，那么我们总是先把货物装上汽车，汽车驶向

5、目的地，到了目的地再把货物从汽车上卸下来．在电磁波发射技术中，高频等幅振荡电流就好比是运货的汽车，“汽车”出发之前，需要给它装上“货物”——要传送的声音、图象等讯号．这个“装上货物”的过程就是调制．向学生指出调制、调制器的定义．无线电报的调制是通过一个电键来实现的．把电键串联在振荡电路中，电键的通与断决定了电流的有与无．电键接通时间的短与长就形成了讯号的“点”与“划”之分．如果将电键换成话筒，如课本图6-10所示，话筒就是个调制器．向学生叙述声音使话筒电阻改变，引起振荡电流振幅改变的过程．画出课本图6-11．使高频振荡电流的振幅随讯号改变叫调幅．无线电广播、无线电话，电视广播的图象讯

6、号都是利用调幅的办法进行调制．当然，要使调幅的效果更好，还要有更复杂的电子线路，课本图6-10只是简单的示意图．广播电台还有调频广播节目，它的调制过程是使高频振荡电流的频率随讯号改变，这叫调频．电视广播的声音讯号也是利用调频的方法进行调制的．调频比调幅的原理、方法都更复杂，但在讯号被放大的过程中不易失真，在接收机中被复原为声音讯号时有更好的音响效果．总结无线电发射，除了产生讯号的工作部分（如广播电台的播音、电视台的录音、录像等等）之外还必须有三个基本组成部分。即：产生高频振荡电流的振荡器，对讯号进行调制的调制器，以及发射电磁波的由天线、地线组成的开放电路。