人教版选修二 4.3 无线电波的发射和接收 课件（33张PPT）

(共33张PPT)
4.3　无线电波的发射和接收
实用通信广播卫星
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
在普通的LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，怎样才能有效地发射电磁波呢？
麦克斯韦的电磁场理论:
　　变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场又产生变化的电场 ,‥ ‥ ‥这样就产生了电磁波。
广播电台
声
电
电磁波发射
电视台
声光
电
电磁波发射
一、无线电波
1、无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。
2、无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。
根据波长（或频率）又可以把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段。
波段 波长 频率 传播方式 主要用途
长波 30 000 m~3 000 m 10 kHz~100 kHz 地波 超远程无线通讯和导航
中波 3 000 m~200 m 100 kHz~1 500 kHz 地波和天波 调幅无线电广播、电报、通信
中短波 200 m~50 m 1500 kHz~6 000 kHz 短波 50 m~10 m 6MHz~30 MHz 天波 微波 米波 10 m~1 m 30MHz~300MHz 近似直线传播 调频无线电广播、电视、导航
分米波 1 m~0.1 m 300 MHz~3 000 MHz 直线传播 电视、雷达、导航
厘米波 10 cm~1 cm 3 000 MHz~30 000 MHz 毫米波 10 mm~1 mm 30000MHz~300 000 MHz 3.无线电波的波段分布
二、无线电波的发射
第二：振荡电路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。
第一：要有足够高的振荡频率。
振荡电路向外界辐射能量的本领，与振荡频率密切相关。频率越高，发射电磁波的本领就越大。
1.有效发射电磁波的条件和方法
①减小电容C：增大板间距d，减小正对面积S
②减小自感系数L
振荡电路变为成为一条导线
开放电路
开放
开放
天线
地线
天线和大地构成一个巨大的电容
实际应用中的开放电路，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。无线电波就能由这样的开放电路有效地发射出去。
将发射塔建的很高
二、无线电波的发射
二、无线电波的发射
2.使载波随各种信号而改变的技术——调制
为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。
把传递的电信号（叫做调制信号）加到高频振荡电路（叫做载波）上的过程。
①调制：
进行调制的装置叫做调制器。
2.使载波随各种信号而改变的技术——调制
②常用的调制方式——调幅、调频
二、无线电波的发射
B、调频：
使高频电流或电压的频率随信号改变的调制方式叫做调频。用FM表示。
A、调幅：
高频电流或电压的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，用AM表示。
三、无线电波的传播方式：
长波
短波
微波
微波
长波:
波长较长，容易产生衍射现象。
长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物……）
长波
长波容易被电离层吸收；
短波容易被电离层反射；
微波容易穿过电离层。
短波
微波: 频率很高；直线传播。
微波
四、无线电波的接收
②设备：接收天线
1.接收原理和设备
①原理:电磁感应现象
，导体遇到电磁波会产生感应电流。
鱼骨天线
卫星接收天线
接收电磁波后首先要从诸多的信号中筛选出自己想要的，这就要设法使我们所需的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。如何实现筛选呢？
各种信号
2.筛选装置
f=f0
→
调谐：使接收电路发生电谐振的过程
调谐电路
当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
四、无线电波的接收
3.解调过程还原声音和图像信号
这是原信号吗？
这是原信号+载波
解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来
解调
调幅
调频
（检波）
放大电路
声音
图像
调谐器
解调器
放大电路
天线
4.无线电的接收全过程
四、无线电波的接收
声音信号的传送
话筒前的人
振荡器
信号发射机房
电视信号发射塔上的信号发射天线
无线电信号发射塔
彩塔接收天线
电报大楼上的接收天线
收音机内的接收装置就是一个简单的调谐电路
五、电视广播的发射和接收
1.电视信号的采集过程与发射
2.电视信号的主要传播方式
①无线电传输
②有线网络传输
③卫星传输
：电缆、光缆
信号不受外界干扰
收视质量更好
（有线电视）
五、电视广播的发射和接收
调谐
接收天线
解调
图像电信号
声音电信号
显示图像
放大器
发出声音
3.电视信号的接收
有线传输
光信号
图像电信号
声信号
声音电信号
五、电视广播的发射和接收
②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间
①要有足够高的振荡频率
1.有效发射电磁波的条件
调制：使载波随各种信号而改变的技术
①调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变。
②调频：使高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。
2. 有效发射电磁的方法
一、无线电波的发射
二、无线电波的接收
1.设备：接收天线
4.电谐振：类似机械振动中的共振，找到最强电流
3.调谐：使接收电路发生电谐振的过程
2.筛选装置：调谐电路
课堂小结
小试牛刀
1、一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是 （ ）
A.增加谐振线圈的匝数
B.在线圈中插入铁芯
C.降低电源电压
D.把可变电容器的动片适当旋进些
ABD
小试牛刀
2、调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号，要收到该电台的信号，应该（ ）
A.增加调谐电路线圈的匝数
B.加大电源电压
C.减少调谐电路线圈的匝数
D.减小电源电压
C
小试牛刀
3、一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，下列选项都描述了该过程，其中顺序正确的是（　　）
A.调制-发射-调谐-解调-播放 B.调频-发射-解调-调谐-播放
C.调幅-调谐-发射-解调-播放 D.调频-调谐-发射-解调-播放
一首乐曲从电台“出发”开始到从收音机的调频台播放出来为止，首先要进行调制，即把声音信号加到高频电磁波信号上去，然后进行发射；载波信号被收音机接收后首先要进行调谐选出该信号，然后进行解调，从高频信号中把声音信号取出来，最后通过喇叭播放；故A正确，BCD错误。
A
解析：
5.关于电磁波的发射和接收，以下说法正确的是( )
A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路
B.电台功率比较低，不能直接用来发射电磁波
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同，接收电路中产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程
BCD
小试牛刀
6.收音机正在收听700 kHz的电台播音，现需改收1400 kHz的电台，应调节调谐回路的可变电容，使其电容量变为原来的____.
1/4
小试牛刀
电磁波带来的发展
人们利用电磁波发展了无线电技术。电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化，由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空，已充满了各种频率不同、功率不同、传递信息各异的电磁波。由于电磁波的存在以及无线电技术的飞跃发展，人类才能在遥远的他乡，听到和看到亲人的音容笑貌；电报、广播、电视靠它传递；卫星靠它控制、导航……看不见的电波，使得人类社会的发展日新月异。
电磁波的“副作用”
尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被人们称为“无形杀手”。1995年4月，美国一架飞机在航行中，由于机上有人使用手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题。
　　1993年瑞典北欧叁国研究调查公布，受到2mG以上电磁辐射影响，罹患白血病的机会是正常人的 2.1 倍，罹患脑肿疡的机会是正常人的1.5 倍，以上资料摘自日本1996.3出版SAPIO杂志
家庭常用电器用品电磁辐射检测数据参考表
液晶电脑 1mG 咖啡炉 1mG
传真机 2mG 电熨斗 3mG
录影机 6mG 音 响 20mG
电 视 20mG 电冰箱 20mG
冷 气 20mG 洗衣机 30mG
电 锅 40mG 影印机 40mG
吹风机 70mG 电胡刀 100mG
电 毯 100mG 电 话 200mG
微波炉 200mG 手 机 400mG
1993年瑞典北欧叁国研究调查公布，受到2mG以上电磁辐射影响，罹患白血病的机会是正常人的 2.1 倍，罹患脑肿疡的机会是正常人的1.5 倍，尤其是青少年所受危害更大。