物理：第4节《无线电波的发射、传播和接收》课件（教科版选修3-4）

欢迎进入物理课堂 第4节无线电波的发射 传播和接收 学习目标 1 知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波 2 了解无线电波的发射过程和调制的简单概念 了解调谐及无线电波接收的基本原理 重点难点 1 对本节基本概念的理解 2 对调谐的理解与无线电波的接收与发射过程的掌握 第4节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一 无线电波的发射1 有效地向外发射电磁波 振荡电路必须具有的两个特点 1 采用 电路 用开放电路可以使振荡电路的电磁场尽可能地分散到大的空间 2 要有足够高的 频率越高 发射电磁波的本领越 开放 频率 大 2 电磁波的载波与调制 1 载波 发射电磁波是为了传递信号 将需要传递的信号加载在高频等幅电磁波上 发射出去 用来 信号的高频等幅波 2 把信号 加 到载波上的过程叫调制 通常有两种方式 一种是使高频振荡的振幅随信号而改变叫做 另一种是使高频振荡的频率随信号而改变叫做 二 无线电波的传播无线电波通常有三种传播途径 地波 和 运载 调幅 调频 天波 直线传播 1 地波 是沿 的表面空间传播的无线电波 在无线电技术中 通过采用地波的形式传播长波 中波和中短波 2 天波 是靠大气层中 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 直线传播 微波又叫超短波 它既不能以地波的形式传播 又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播 微波的传播形式跟光一样 是沿 传播的 这种沿直线传播的电磁波叫做空间波或视波 地球 电离层之间 直线 三 无线电波的接收1 无线电波的接收原理电磁波在传播过程中如果遇到导体 会在导体中感应出 空中用来接收 的导体叫做接收天线 2 电谐振与调谐 1 电谐振 当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率 时 电路里激起的感应电流最强的现象 它相当于机械振动中的共振 2 调谐 使接收电路产生 的过程 3 调谐电路 能够 的接收电路 振荡电流 电磁波 相等 电谐振 调谐 核心要点突破 一 对无线电波发射过程的理解1 开放电路的认识有效发射电磁波 电磁波的频率必须足够大 而且要采用开放电路 采用开放电路 使振荡电路的电磁场必须尽可能地分布到较大的空间 天线和地线也可组成开放电路 2 电磁波的发射与调制在电磁波发射技术中 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制 调制的装置如图3 4 1所示 图3 4 1 1 调幅 使高频振荡的振幅随信号而改变叫调幅 调幅作用见图3 4 2 图3 4 2甲 声音信号的波形 乙 高频等幅振荡电流的波形 丙 经过调幅的高频振荡电流的波形 2 调频 使高频振荡的频率随信号而改变叫调频 调频的作用见图3 4 3所示 图3 4 3甲 声音信号的波形 乙 高频等幅振荡电流的波形 丙 经过调频的高频振荡电流的波形 3 电磁波的发射方框图如图3 4 4所示 图3 4 4 即时应用 即时突破 小试牛刀 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 使振荡电容的正对面积足够大C 尽可能使电场和磁场分散开D 增加回路中的电容和电感解析 选C 从必须采用开放电路以及提高电磁波的频率两方面入手分析 通过频率公式和电容公式判断 二 无线电波的传播方式与接收1 电磁波的传播方式及特点无线电技术中使用的电磁波叫无线电波 主要的传播方式有地波 天波和空间波三种 2 对电谐振 调谐的理解 1 当接收电路的固有频率跟需要接收的电磁波的频率相同时 接收电路中产生的振荡电流最大 这种现象叫电谐振 可从能量观点理解电谐振 当接收电路的固有频率与某一电磁波的频率相同时 接收电路中获得的能量最大 引起的电磁振荡最剧烈 这一点与机械振动中的共振是一样的 2 调谐电路的固有频率可以在一定范围内改变 将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个电磁波的频率相同 使接收电路产生电谐振 这个过程叫调谐 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 要接收到载有信号的电磁波 在接收电路中必须经过下列过程中的 A 调幅B 调频C 调谐D 载波解析 选C 经过调制的高频电流要经过调谐电路接收到的感应电流 因此 接收电路中必须有调谐过程 选项C正确 课堂互动讲练 关于无线电波的发射过程 下列说法正确的是 A 必须对信号进行调制B 必须使信号产生电谐振C 必须把传输信号加到高频电流上D 必须使用开放回路 精讲精析 电磁波的发射过程中 一定要对低频输入信号进行调制 用开放电路发射 为了有效地向外发射电磁波 必须使电路开放 A C D正确 而产生电谐振的过程是在接收电路 B不正确 答案 ACD 方法总结 处理无线电波发射的题目要把握两点 发射条件 载波信号 图3 4 5中A为某火箭发射场 B为山区 C为城市 发射场正在进行某型号火箭的发射实验 为了转播火箭发射的实况 在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号 已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m 而传输电视信号所用的电磁波波长为0 566m 为了不让山区挡住信号的传播 使城市居民能收听和收看火箭发射的实况 必须通过建在山顶上的转发站来转发 选填 无线电广播信号 或 电视信号 这是因为 图3 4 5 精讲精析 从题中知 传输无线电广播所用电磁波波长为550m 根据波发生明显衍射现象的条件 已知该电磁波很容易发生衍射现象 绕过山坡而传播到城市所在的C区 因而不需要转发装置 电视信号所用的电磁波波长为0 566m 其波长很短 衍射现象很不明显 几乎沿直线传播 能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区 要想使信号传到C区 必须通过建在山顶的转发站来转发 答案 电视信号传输电视信号的电磁波波长很短 容易被山区挡住 方法总结 在波的特性上 电磁波同机械波一样 具有反射 折射 干涉 衍射 多普勒效应等特性 而且 产生明显的衍射条件是 只有当障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长小时 才会产生明显的衍射现象 有波长分别为290m 397m 566m的无线电波同时传向收音机的接收天线 当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时 1 哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强 2 如果想接收到波长为290m的无线电波 应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些 2 要接收波长为290m的无线电波 应增大调谐电路的固有频率 因此 应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些 答案 见自主解答 方法总结 收音机的调谐电路 通过改变可变电容器的电容来改变调谐电路的频率 使它跟我们要接收的电磁波的频率相同 由于电谐振现象 只有这个频率的电磁波才在调谐电路中激起较强的感应电流 而其他频率的电磁波激起的感应电流都非常弱 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全