高中物理 4.3 电磁波的发射和接收同步辅导与检测课件 新人教版选修11.ppt

第三节电磁波的发射和接收 电磁波及其应用 光可以装在 盒子 里日本信州大学 大阪大学和筑波物质材料研究所联合研究小组开发出了能把电磁波储存在充满空洞的立方体中的技术 利用这一技术将来不仅能够制造出储蓄光的 光池 还可用来储存电磁波 将其转变成电能 该小组同时表示 下一步他们将致力于研究白天储存光能夜间释放使用的 光池 用空中电磁波作电源的手机等实用技术 研究小组使用的立方体被命名为 光的分形体 由掺有氧化钛粒子的环氧树脂制成 27毫米见方 重9克 用各种频率的电磁波照射该立方体时发现 频率为8千兆赫的电磁波既没有穿透也没有反射 而是被储存在空洞中 照射停止后 电磁波仍在分形体内部停留了一千万分之一秒 用不同大小的分形体试验发现 根据立方体的大小和材质不同 所储存的电磁波的波长也有所不同 储存电磁波和光的研究一直以光结晶研究为中心 但光结晶技术很难实现小型化 而且光的储存时间比 光的分形体 短 今后利用这一技术不仅能够发明出与电池一样的 光池 也可开发出防止电磁波干扰的材料 用于军事隐形技术 利用电磁波转换为热能的原理 还可开发出高效加热炉和开发利用加热克制癌症的治疗方法 研究人员表示 电磁波在立方体内部停留的时间虽然很短 但在该时间内超级计算机能完成数万次运算 足以进行数据保存 因此 这项技术有望应用于电子计算机和光计算机领域 同时 理论上讲光波也能被 锁定 于这种立方体中 一 无线电波的发射无线电发射机中的 能产生频率很高的 电流 电流流经天线时 在空间产生高频率的 由于 在做周期性的变化 在其周围空间又产生新的 于是电磁波就发射出去了 1 载波 振荡器产生的高频交变电流是用来携带信息的 这个高频电磁波叫做 一 振荡器交变高频交变电磁场电磁场电磁场1 载波 2 调制 把信息加到载波上就是使载波随信号而改变 这种技术叫 使高频载波的振辐随信号改变的调制方式叫 使高频载波的频率随信号改变的调制方式叫 二 无线电波的接收1 调谐 接收无线电广播时 把 的电磁波从众多电磁波中选出来 这在技术上叫做调谐 2 解调 把 的信息从 信号电流中取出来的过程 2 调制调辐调频二 1 需要2 需要高频 三 电视电视信号包括 信号和 信号 在电视发射系统中 首先由摄像机将 转变为 由发射机发射出去 四 移动通信移动电话机是一个电磁波 器 同时又是一个电磁波 器 手持移动电话的发射功率不大 与其他用户通话时需要 转接 三 图象伴音来自景物的光电信号四 发射接收基站 关于电磁波的发射和接收的理解 1 正确区分几个概念调制 在电磁波发射技术中 使高频电磁波随传递信号 声音 图象等低频信号 而变化 调幅 使高频振荡电流的振幅随传递信号 声音 图象等低频信号 而改变 调频 使高频振荡电流的频率随传递信号而改变 解调 在电磁波接收电路中 从高频振荡电流中 检 出所携带的信号 解调是调制的逆过程 解调又称检波 2 有效发射电磁波的两个条件 1 电磁波频率要足够高 2 必须采用开放电路 经过调制过程就可得到频率足够高的携带信号的电磁波 就可通过发射天线发射无线电波了 3 无线电波的接收原理电磁波在空间传播 遇到导体会使导体中产生感应电流 用天线和地线组成的电路可以接收电磁波 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 这种现象叫电谐振 使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐 从接收到的高频振荡电流中取出声音信号的过程叫解调 如下图所示为调幅振荡电流图象 此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段 a 经调制后b 经调谐后c 经检波后d 耳机中 解析 为了把信号传递出去 需要将信号 加 到高频振荡电流上 这就是调制 调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化 成为调幅振荡电流 这就是调幅 在接收电路中 经过调谐 使回路与所需接收的电磁波产生电谐振 回路中将会出现调幅振荡电流 经检波后 调幅振荡电流将被 切 去一半 得到单向脉冲电流 而在耳机中只有随信号而变化的音频电流 答案 ab 变式迁移 1 下列关于无线电广播需要对电磁波进行调制的原因 正确的是 a 经过调制后的高频电磁波向外界辐射能量的本领更强b 经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变c 经过调制后的电磁波在空间才能传播得快d 经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递出去 解析 电磁波的传播能量与电磁波的频率密切相关 一般的声音 图象信号频率太低 不足以形成电磁信号传播 而需要把声音 图象等信号通过调制加到高频电磁波上传播 而调制的电磁波频率等于发射频率 答案 d 电视机的基本原理 电视系统主要由摄像机和接收机组成 把图象各个部位分成一系列小点 称为像素 每幅图象至少要有几十万个像素 摄像机将画面上各个部分的光点 根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电流 随电磁波发射出去 电视机接收到电磁波后 经调谐 检波得到的电信号 按原来定期的次序在显像管的荧光屏上汇成图象 电视机换台时 实际上是在改变 a 电视台的发射频率b 电视机的接收频率c 电视台发射的电磁波的波速d 电视机接收的电磁波的波速解析 电视台能发射出多种频率的信号 而电视机接收到的信号频率 是通过电视来控制的 通过换台来改变接收频率 故选b 答案 b 变式迁移 2 下列说法中正确的是 a 摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置b 电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置c 摄像机在1s内要送出25张画面d 电视机接收的画面是连续的 解析 摄像机通过摄像镜头拍摄到景物的光信号 再通过特殊装置 扫描 转变为电信号 在1s内要传送25张画面 电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号 最后还原成图象和景物 每秒要接收到25张画面 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象 所以a b c选项正确 答案 abc 基础巩固 1 下列说法中正确的是 a 无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波b 无线电波在真空中的波长范围从几毫米到几十千米c 无线电波的频率越低越容易发射d 发射无线电波的目的是为了向远处传递电能 解析 无线电波在电磁波谱中波长最长 其波长范围从几毫米到几十千米 所以a b项正确 发射无线电波的条件是频率足够高且有开放电路 c项错 发射无线电波的目的是向远处传递信号 d项错 答案 ab 能力提升 7 如图所示为电视接收过程示意