高中物理第十四章3电磁波的发射和接收课件新人教版选修3_4

1、3 3.电磁波的发射和接收1.知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波。知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波。2.了解利用电磁波传递信号要对电磁波进展调制了解利用电磁波传递信号要对电磁波进展调制,调制方法有两调制方法有两种种:调幅和调频。知道什么是调制、什么是调幅和调频。调幅和调频。知道什么是调制、什么是调幅和调频。3.知道接收需要的电磁波要进展调谐知道接收需要的电磁波要进展调谐,知道复原信号还要进展解知道复原信号还要进展解调调,了解什么是调谐和解调。了解什么是调谐和解调。12 1.电磁波的发射(1)要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点:第一,要有足够高的振荡频率,频率越高

2、,发射电磁波的本领越大。第二,应采用开放电路,振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。(2)开放电路:实际的开放电路,线圈的一端用导线与大地相连,这条导线叫作地线,线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。12(3)电磁波的调制 122.电磁波的接收电磁波的接收(1)接收原理接收原理:电磁波能使导体中产生感应电流电磁波能使导体中产生感应电流,所以导体可用来所以导体可用来接收电磁波接收电磁波,这个导体就是接收天线。这个导体就是接收天线。(2)电谐振电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时等时,接收电路里产生的振荡电流最强接收电路里产生

3、的振荡电流最强,这种现象叫作电谐振。这种现象叫作电谐振。(3)调谐调谐:使接收电路中产生电谐振的过程叫作调谐。使接收电路中产生电谐振的过程叫作调谐。(4)解调解调:使声音或图像信号从接收到的高频电流中复原出来使声音或图像信号从接收到的高频电流中复原出来,这这个过程是调制的逆过程个过程是调制的逆过程,叫作解调。调幅波的解调也叫检波。叫作解调。调幅波的解调也叫检波。(5)无线电波无线电波:技术上把波长大于技术上把波长大于1 mm(频率低于频率低于300 GHz)的电磁的电磁波称作无线电波波称作无线电波,并按波长分成假设干个波段并按波长分成假设干个波段,像长波、中波、短像长波、中波、短波、微波等。不

4、同波段所用的设备和技术不同波、微波等。不同波段所用的设备和技术不同,因此有不同的用因此有不同的用途。途。 一二三四一、有效地发射电磁波的两个条件1.高频电路:理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的四次方成正比,频率越高,发射电磁波的本领就越大,所以采用高频电路。2.开放电路:振荡电路中的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去。实际的开放电路由天线、线圈和地线组成,天线相当于电容器的一个极板,大地是另一个极板,这样做有两个好处,一是满足开放的条件,让电场和磁场尽可能地分散到更大的空间;二是电容器的电容非常小,可以产生高频率。特别警示当振荡电路变成开放电路时,由于匝数

5、减少,那么自感系数L减小。由于正对面积减小,距离增大,电容器的电容减小。由一二三四二、对电谐振及其作用的理解世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不清。因此接收信号时,首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来,通常叫选台。在无线电技术中利用电谐振(类似于机械振动中的共振)到达目的。一二三四使接收电路中产生电谐振的过程叫调谐,能够调谐的接收电路叫调谐电路。如下图,调节电容器的电容,当该LC振荡电路的固有频率与某电台的频率一样时,这个电台的电磁波在电路中激起的感应电流最强,这样就选出了这个电台。收音机一般是通过改变电容来调谐,而电视机一般

6、通过改变电感来调谐。一二三四三、对调制、调幅、调频、调谐、解调等概念的理解1.无线电波的发射和接收过程。2.“调幅和“调频都是调制过程。(1)使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、短波播送以及电视中的图像信号采用调幅波。(2)使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频,电台的立体声播送和电视中的伴音信号,采用调频波。一二三四3.解调是调制的逆过程。解调是调制的逆过程。声音、图像等信号频率相对较低声音、图像等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接发射出不能转化为电信号直接发射出去去,而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图而要将这些低频

7、信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中复原出来的过程就是解调。号从高频信号中复原出来的过程就是解调。特别警示特别警示(1)电谐振就是电磁振荡中的电谐振就是电磁振荡中的“共振。共振。(2)调谐与电谐振不同调谐与电谐振不同,电谐振是一个物理现象电谐振是一个物理现象,而调谐那么是一而调谐那么是一个操作过程。个操作过程。一二三四四、无线电波的分类1 mm的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成假设干波段。一二三四特别警示无线电波是无线电技术中使用的电磁波,其波长范围从几毫米到几十千米,按波长分成假设干个波段,各个波段有其不同的主要用途。类型一类型二理解有效发射电磁波的条件 【例1】 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施有()A.增加辐射波的波长B.使振荡电容器的正对面积足够小C.尽可能使电场和磁场分散开D.增加电路中的电容和电感解析：理论证明,电磁波发射本领(功率)与f正相关,电磁场应尽可减小L或C,通过选择,B、C项符合题意。答案：BC题后反思只要熟练掌握有效发射电磁波的条件和振荡频率的表达式,该题便可以解决。类型一类型