2013高二物理课件第18章第五节~第六节.ppt

第五节无线电波的发射和接收第六节电视雷达 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第五节 第六节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 了解无线电波的波段种类 发射和接收的方式及基本原理 2 了解电视和雷达的基本原理和工作过程 重点难点 1 无线电波的发射及接收原理的理解 雷达的工作过程 2 对无线电波的发射与接收原理的理解 课前自主学案 一 无线电波的传播方式无线电技术中使用的电磁波叫 无线电波的波长从几毫米到几十千米 无线电波传送的三种主要方式 和 二 无线电波的发射发射电磁波 要使用开放电路 开放电路线圈下部用导线接地 这条导线叫做 线圈上部接到比较高的导线上 这条导线叫做 无线电波 天波 地波 直线传播 地线 天线 发射电磁波是为了利用它传递某种信号 在电磁波发射技术中 使电磁波随各种信号而改变叫 使高频振荡的振幅随信号而改变叫做 使高频振荡的频率随信号而改变叫做 三 无线电波的接收在无线电技术中 用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波 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 这种现象叫做 相当于机械振动中的共振 使接收电路产生电谐振的过程叫做 能够调谐的电路叫做 调制 调幅 调频 电谐振 调谐 调谐电路 由调谐电路接收到的感应电流 是经过调制的高频振荡电流 从接收到的高频振荡电流中 检 出所携带的信号 叫做 检波是调制的逆过程 因此也叫 四 无线电波的现代应用1 电视在电视发射端 由 摄取景物并将景物反射的光转换为电信号 再通过天线把带有信号的电磁波发射出去 在电视接收端 由电视接收机的 把电信号还原成景物的像 电视接收机的天线接收到的电磁波除了载有图像信号外 还有伴音信号 检波 解调 摄像管 显像管 2 雷达 是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备 无线电波的传播速度是c 测出从发射无线电波到接收到反射回来的无线电波的时间t 就可以由公式2s ct确定障碍物的距离s 再根据发射无线电波的方向和仰角 便可确定障碍物的位置了 雷达 雷达有以下四个特点 1 雷达既是无线电波的 又是无线电波的 2 雷达使用的无线电波的波段是直线性好 反射性能强的 波段 3 雷达发射的是不连续的无线电波 每次发射的时间和两次发射的时间间隔都有一定的要求 4 障碍物的距离等情况都由雷达的指示器显示出来 发射端 接收端 微波 核心要点突破 一 无线电波的发射和接收1 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 见图18 5 1 图18 5 1 像声音 图像这样的信号 一般频率相对较低 提高电台的发射频率才能提高发射能量 为此要把频率较低的信号加载到高频信号上去 高频振荡信号就是那些有用的低频信号的载体 而这 加载 过程就是物理上所说的 调制 过程 2 无线电波的接收 1 调谐 调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变 将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同 使此频率的电磁波在接收回路中产生的振荡电流最强 2 检波 从接收到的高频振荡中分离出所携带的信号的过程叫做检波 检波是调制的逆过程 也叫解调 3 无线电的接收 天线接收到所有的电磁波 经调谐选择出所需要的电磁波 再经检波取出携带的信号 放大后再还原成声音或图像的过程 见图18 5 2 图18 5 2 二 雷达的工作原理及特点1 装置 雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备 一般由天线系统 发射装置 接收装置 输出装置 显示器 电源 用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成 2 工作原理 利用无线电波遇到障碍物要发生反射的特性工作 3 三个特点 1 雷达既是无线电波的发射端 又是无线电波的接收端 2 雷达使用无线电波中直线性好 反射性能强的微波波段 3 雷达发射的是不连续的无线电波 每次发射时间约为百分之一秒 两次发射的时间间隔约为万分之一秒 4 应用 1 根据从发射到接收反射回来的无线电波的时间t 由2s ct 可确定障碍物的距离s 再根据发射无线电波的方向和仰角 就可确定障碍物的位置 并可在荧光屏上直接反映出来 2 利用雷达可探测飞机 舰艇 导弹以及其他军事目标 还可以为飞机 船只导航 研究星体 探测台风 雷雨 云层等 特别提醒 雷达在工作时 为便于给物体定位 雷达的天线是旋转的 课堂互动讲练 关于无线电波的发送和接收 下述说法中正确的是 A 为了将信号发送出去 先要进行调谐B 为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来 就要进行调制C 为了从高频电流中取出声音信号 就要进行调频D 由开放电路可以有效地把电磁波发射出去 解析 将电磁波有效发射出去需要两个条件 1 开放电路 2 高频振荡电流 故选项D正确 发射过程需要使高频振荡电流随信号电流而改变 称为调制 按方式不同可分为调频和调幅 B C选项均错误 接收电路需要调谐和检波 A项错误 答案 D 变式训练1实际发射无线电波如图18 5 3甲所示 高频振荡器产生高频等幅振荡信号如图乙所示 人对着话筒说话产生低频振荡信号 如图丙所示 根据这两个图象 发射出去的电磁波图象应是图18 5 4中的 图18 5 3图18 5 4 解析 选B 要发射低频的声音信号 必须凭借高频等幅振荡 让高频振荡电流的振幅随着声音信号而变化 振荡器产生高频等幅振荡 话筒结构里边有碳膜电阻 它的阻值随压力变化而变化 当我们对着它说话时 空气对它的压力随着声音而变化 那么它的电阻也就随着声音信号而变化 振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化 这就是调制 它不但影响了正半周 也影响了负半周 故正确答案为B 一雷达向一方向发射不连续的无线电波 遇到障碍物后电磁波被反射 两次发射的时间间隔大约是10 4秒 图18 5 5是雷达指示器的显示器的显示屏上显示的情景 P1 P2为发射出去的无线电波的某一尖形波 Q1 Q2为其遇到障碍物反射回来被雷达接收到的尖形波 由图中所给信息计算障碍物离雷达站的距离 不计每次发射的时间 图18 5 5 答案 12km 点评 雷达是利用微波波段的无线电波来测定物体的位置的无线电设备 它是利用电磁波遇到阻碍物要发生反射的特性来工作的 我们应了解电磁波在实际过程中的应用 这样可以丰富知识 拓宽眼界 变式训练2某雷达工作时 发射电磁波的波长 20cm 每秒脉冲数n 5000 每个脉冲持续时间t 0 02 s 问电磁波的振荡频率为多少 最大的侦察距离是多少 解析 本题考查电磁波波长 频率f和波速c的关系 电磁波在空气中的传播速度可认为等于真空中的光速c 由波速 波长和频率三者间的关系可求得频率 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