物理人教版（2019）选择性必修第二册4.3无线电波的发射和接收（共43张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册4.3无线电波的发射和接收（共43张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 70.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-29 10:25:19 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
§4.3 无线电波的发射和接收
实用通信广播卫星
C
L
S
E
a
－ － － B
+ + + A
b
t＝0时
C
L
S
E
a
B
A
b
t＝T/4时
C
L
S
E
a
+ + + B
－ － － A
b
t＝T/2时
C
L
S
E
a
B
A
b
t＝3T/4时
C
L
S
E
a
－ － － B
+ + + A
b
t＝T时
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。
无线电的发射全过程
调制器
放大器
五个名词
载波
信号
调制
调幅
调频
“运送货物的车辆”
“待运送的货物”
“装载货物的过程”
“装载货物的方式”
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
1．关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的是（ ）
A．为了将信号发射出去，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．为了将信号发射出去，必须使用开放电路
D
2．关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（ ）
A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程
B．音频电流的频率比较低，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时，接收电路产生的振荡电流最强
D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路
D
3．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（ ）
A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，振荡电路的频率越低越好
B．使高频振荡信号振幅随发射的信号而改变叫调频
C．当接收电路的固有频率与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弱
D．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程
D
4．关于调制的作用，下列说法正确的是（ ）
A．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去
B．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去
C．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频率上去
D．调制的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去
ABC
5．无线电技术的发展给人类带来了极大的便利。有关无线电技术，下列说法中正确的是（ ）
A．在通信中被广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C．为了从高频电流中取出所携带的声音信号，就要进行调制
D．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
BD
6．关于电磁波的接收，下列说法正确的是（ ）
A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C．当接收电路的固有频率与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
D．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程
ACD
7．为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以（ ）
A．增大电容器极板间的距离
B．减小电容器极板的正对面积
C．减小线圈的匝数
D．采用低频振荡电流
ABC
8．图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（ ）
A．FM97.5电磁波的波长约为3m
B．真空中107.5MHz的电磁波比97.5MHz的电磁波传播速度更快
C．FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变
D．为了能接收到FM107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容
AC
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。
§4.3 无线电波的发射和接收
实用通信广播卫星
C
L
S
E
a
－ － － B
+ + + A
b
t＝0时
C
L
S
E
a
B
A
b
t＝T/4时
C
L
S
E
a
+ + + B
－ － － A
b
t＝T/2时
C
L
S
E
a
B
A
b
t＝3T/4时
C
L
S
E
a
－ － － B
+ + + A
b
t＝T时
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。
无线电的发射全过程
调制器
放大器
五个名词
载波
信号
调制
调幅
调频
“运送货物的车辆”
“待运送的货物”
“装载货物的过程”
“装载货物的方式”
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
1．关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的是（ ）
A．为了将信号发射出去，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．为了将信号发射出去，必须使用开放电路
D
2．关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（ ）
A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程
B．音频电流的频率比较低，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时，接收电路产生的振荡电流最强
D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路
D
3．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（ ）
A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，振荡电路的频率越低越好
B．使高频振荡信号振幅随发射的信号而改变叫调频
C．当接收电路的固有频率与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弱
D．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程
D
4．关于调制的作用，下列说法正确的是（ ）
A．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去
B．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去
C．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频率上去
D．调制的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去
ABC
5．无线电技术的发展给人类带来了极大的便利。有关无线电技术，下列说法中正确的是（ ）
A．在通信中被广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C．为了从高频电流中取出所携带的声音信号，就要进行调制
D．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
BD
6．关于电磁波的接收，下列说法正确的是（ ）
A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C．当接收电路的固有频率与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
D．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程
ACD
7．为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以（ ）
A．增大电容器极板间的距离
B．减小电容器极板的正对面积
C．减小线圈的匝数
D．采用低频振荡电流
ABC
8．图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（ ）
A．FM97.5电磁波的波长约为3m
B．真空中107.5MHz的电磁波比97.5MHz的电磁波传播速度更快
C．FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变
D．为了能接收到FM107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容
AC
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。