高中物理 第3章 电磁场与电磁波 3.3 无线电通信 3.4 电磁波家族教师用书 沪科版选修.doc

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1、3.3 无线电通信3.4 电磁波家族学习目标知识脉络1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.(难点)2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.(重点)3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用,知道光是一种电磁波.(重点)4.了解电磁波的利用及其危害的防护措施.无线电波的发射与传播1.无线电广播无线电广播传递的是声音信号,无线电广播是先将声音信号转变成电信号,再将此电信号加载到等幅的高频信号上,并进行放大,再通过发射塔发射出去.图3312.振荡器的作用振荡器的作用是产生等幅高频信号.低频音频信号只有加载到高频信号上去,形成随音频信号而

2、改变的高频信号、才能通过发射天线发射出去.3.调制器的作用(1)调制器的作用就是把低频信号加载到高频信号上去.(2)调制方式有调幅和调频.4.电磁波的传播(1)无线电波通常有三种传播途径:地波、天波和空间波.①地波:沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中,通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波.②天波:靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播.③空间波:像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信,此外卫星中继通信,卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径.1.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射.(×)2.摄像管输出的电信号必

3、须“加”在高频振荡电流上,才能向外发射.(√)3.同步卫星进行无线电通信只能利用微波.(√)1.通常情况下如何对电磁波进行调制?【提示】 有调幅和调频两种:(1)调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.(2)调频是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.2.电磁波的发射过程为什么要采用调制技术?【提示】 像声音这样的信号,一般频率相对较低,而电台要向外发射电磁波,要有足够高的频率.实验证明,发射能量与发射频率的4次方成正比,可见只有提高发射频率才能提高发射能量,为此要把这些信号加载到高频信号上去.就好像人的远行能力不足,要乘汽车、飞机一样.这个加载的过程就是调制.1.无线电波的发射:由振荡器(常

4、用LC振荡电路)产生高频振荡电流,用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上,再耦合到一个开放电路中激发出无线电波,向四周发射出去.2.电磁波的发射示意图(如图332所示)图3323.“调幅”和“调频”都是调制过程(1)高频振荡信号的振幅随低频信号变化的调制方式叫调幅,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)高频振荡信号的频率随低频信号变化的调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视中的伴音信号,采用调频波.1.要提高LC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B.增加辐射波的频率C.使振荡电容的正对面积足够小D.尽可能使电场和磁场分散开E

5、.减小回路中的电容和电感【解析】 提高电磁波发射本领(功率)应增大f,电磁场应尽可能扩散到周围空间,形成开放电路.f=,C=,要使f增大,应减小L或C,故正确答案为B、C、E.【答案】 BCE2.为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去,必须对振荡电流进行________.(选填“调谐”“调制”或“解调”)【解析】 信息(声音或图像等)转化为电信号后,往往由于信号频率低不能直接用来发射,需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上,这就是调制.【答案】 调制无线电波的发射及相关问题1.无线电波的发射:由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流,用调制器将需要传送的电信号调制到

6、振荡电流上,再耦合到一个开放电路中激发出无线电波,向四周发射出去.2.一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号,都采用调幅波;电台的调频广播和电视中的伴音信号,都采用调频波.低频信号类比成货物,高频波类比成运载工具,调制的过程类比成将货物装载到运载工具上.无线电波的接收1.电磁波的接收原理电磁波在传播过程中如果遇到接收天线——导体,会在天线上产生微弱的感应电流.这个感应电流的频率跟接收的电磁波的频率相同.2.电谐振现象与调谐(1)电谐振现象:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似.(2)调谐:在无线电技术中,对空间存

7、在的各种频率电磁波,需要选择某一特定的频率接收的过程.3.检波使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频振荡电流中“检”出来的过程,它是调制的逆过程,也叫做解调.1.无线电波的接收需要经过调谐、高频放大、检波、音频放大的过程.(√)2.调谐就是使某一频率的电磁波与接收电路产生电谐振.(√)3.检波就是从众多的电磁波中得到我们所需要的信号.(×)1.调谐电路能进行调谐的基本原理是什么?【提示】 调谐电路

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