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电磁波的发射和接收
复习
1、麦克斯韦的电磁场理论的两大观点
2、怎样变化的电场才能发射电磁波？
3、电磁波的频率和波长之间的关系
无线电波的发射：
无线电发射机中有一个叫振荡器的重要部件。它能产生频率很高的交变电流。高频交变电流流经天线时，在空间产生高频率的电磁场，于是，电磁波就被发射出去。
要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：
⑴要有足够高的振荡频率。
⑵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。
问题：我们要传递的讯号不是等幅高频振荡电流，而是一些低频讯号（如：声音讯号频率只有几百至几千赫兹，图象讯号频率也不过上万赫兹）能否把它们直接发送出去？
类比：(电磁波发射——汽车运货)
“货物”——要传送的声音、图象等讯号
“汽车”——振荡器产生的高频交变电流（载波）
“装上货物”的过程——调制信号过程
无线电波的发射：
把信息加到载波上，使载波随信号而改变叫调制。
使高频载波的振幅随信号而改变叫做调幅(AM)
使高频载波的频率随信号而改变叫做调频(FM)
调幅广播(AM)：中波和短波波段；
调频广播(FM)：微波（甚高频和超高频波段）
发射过程:
调制
调频
调幅
声音信号的调制过程：
调幅波的形成：
调频波的形成：
无线电波的接收：
接收电路
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．
选台
（电谐振 ）
调谐
1）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，相当于机械振动中的共振。
2）使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
3）检波：从接收到的高频信号电流中“检”出所携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因此也叫解调。
接收过程:
调谐
利用“电谐振”
检波（解调）
接收
电视
移动电话
信号
调制
振荡电流
发射
调谐电路
解调
输出
无线电波发射和接受流程图
无线电波的发射
无线电波的接收
无线电波的波段分布（根据：波长/频率）
无线电波的传播方式：
长波
短波
微波
微波
问题讨论:
为什么不同波段的无线电电波采用不同的传播方式
知识拓展
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
微波
中国实用通信广播卫星
中国试验通信卫星“东方红2号”电磁波的发射和接收 同步练习
典型例题
【例1】发射的无线电波如何被接收到呢？
答案：电磁波在空间传播时，如果遇到导体， ( http: / / www.21cnjy.com )会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。
【例2】如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？
答案：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。
这样我们便可以接收无线电波了，下图是收音机内接收无线电波的调谐装置：
通过改变可变电容的电容大小改变调谐电路的固 ( http: / / www.21cnjy.com )有频率，进而使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了电台。
【例3】无线广播的中波段波长的范围是187m～560m，为了避免临近电台的干扰，两个电台的频率范围至少相差 Hz，则在此波段中最多容纳的电台数约为多少？
【分析】这是一道实例题，运用中波段波长范围，得到中波段频率范围，进而得到此波段中最多容纳的电台数。
，
根据 可以得到： ， ，
中波段频率范围是： 。
这样此波段中能容纳的电台数为：
基础练习
（选6题，填3题，计3题）
一、选择题
1、下列关于电磁波的说法中正确的是（ C）
A．电磁波传播时需要介质
B．电磁波是沿某一特定方向在空间传播的
C．宇航员在月球上面对面交谈时是靠移动无线电话来实现的
D．水波、声波是自然现象，而电磁波是人工制造出的现象
2、关于电磁波的产生原因，以下说法中正确的是（D ）
A．只要电路中有电流通过，电路的周围就有电磁波产生
B．电磁波就是水波
C．电磁波只能在通电导体内传播
D．只要有变化的电流，周围空间就存在电磁波
3、关于电磁波的波长，下面叙述中正确的是（AD ）
A．频率越高的电磁波，波长越短 B．电磁波的波长都是3×m
C．频率越低的电磁波，波长越短 D．电磁波的波长与频率有关
4、收音机的波段刻度盘中刻有kHz、MHz字样，它们分别表示（A ）
A．千赫，兆赫 B．千米，兆米
C．千秒，兆秒 D．千米/秒，兆米/秒
5、电磁波在真空中的传播速度是（C ）
A．340m/s B．3×km/s
C．3×km/s D．3×m/s
6、一般女同学发出声音的最高频率约为1.1 ( http: / / www.21cnjy.com )kHz，这样的声音通过中央人民广播电台第二套节目720 kHz向外广播时，发出的无线电波的频率是（B ）
A．721.1 Hz B．720 kHz C．718.9 Hz D．1.1 kHz
二、填空题
7、上海人民广播电台发射的 ( http: / / www.21cnjy.com )一种电磁波的频率为990kHz，中央人民广播电台发射一种电磁波的频率为15.58MHz，它们发射的电磁波的波长分别为________m和________m．
（303 19.3）
8、电磁波在真空中传播的速度________3×m/s．（填“大于”、“小于”或“等于”）
（等于）
9、我们可以用电磁波来传递________信号和________信号．
（声音 图像）
三、计算题
10、有效的向外发射电磁波的条件是什么？
答：（1）要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。
（2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
11、电磁波的发射过程
答：①振荡器产生高频振荡电流
②用话筒把声音信号转变为变化的电流
③用调制器把两种电流迭加，获得高频调制电信号
④高频调制电信号送到天线上，由天线发射电磁波
12、电磁波的接收过程是怎样的？
答：①为了接收在空间传播的电磁波，必须 ( http: / / www.21cnjy.com )使用天线进行接收。但由于天线能接收传播过来的所有电磁波而没有选择性，如把天线接收的电磁波全部变成声音，那只是一片嘈杂声，什么也听不清。
②为了从各种各样的电磁波中选择我们要接收的某一频率的电磁波，必须使用“调谐装置”。
③此时我们所接收到的电磁波的信号还是高频电信号，不能直接用耳机听到，所以还必须把高频电信号通过检波器，把声音信号从高频电信号中“检”出来。
④把检出的声音信号电流通过耳机（或扬声器），就还原成声音了。
能力提升
（选3题，填1题，计1题）
一、选择题
1、某卫星与地面的距离为3.56×m，该卫星向地球发射的电磁波到达地面所用的时间是（A ）
A．0.12 s B．1.2 s C．0.24 s D．2.4 s
2、某雷达探测高空的一颗人造卫星，如果从雷达发射的电磁波反射回来用的时间是0.16 s，这颗卫星距雷达的距离是（ A）
A．24×km B．2.4×km C．24×km D．2.4×km
3、我们在选择收音机的电台时，常要旋动收音机上的某个旋钮，这实际上是调节（ D）
A．电流 B．波长 C．波速 D．频率
二、填空题
4、各种波段无线电波的用途是：超远 ( http: / / www.21cnjy.com )程地面通讯用________波；无线电广播用________波、________波、________波；无线电视用________波；宇航通信用________波．
（长 中 中短 短 微 微）
三、计算题
5、某电台的广播频率为640 kHz，则此电台所发射电磁波的波长为多少 波速为多少
（468.75m 3×m/s）第三节、电磁波的发射和接收
教学目标：
1、了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。
2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。
3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。
4、了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。
教学过程：
一、无线电波的发射
说明：LC振荡电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中，能量损失主要是各个元件之间的热量和辐射出去的电磁波，然而辐射出去的电磁波能量很少。
问：如何才能有效地辐射电磁波，即有效地辐射电磁波的条件是什么呢？（第一要有足够高的频率，理论研究表明，频率越高，发射电磁波的能力越强；第二振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间）
问：观察图14.3-1所示的振荡电路，说出这几个图的变化规律？（电容器极板间的距离逐渐增大，电场和磁场逐步扩展到电容器的外部，这样的电路称之为开放电路）
说明：实际应用的开放电路，如图丁所示，一端用导线与大地相连，这根导线称之为地线，另一端和高高地架设在空中的天线相连。无线电波就是通过这样的方式发射出去的
问：在电磁波发射过程中有哪几种方式呢？（①一种方式叫做调幅AM即使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变②另一种方法称之为调频FM即即使高频电磁波的频率随信号的强弱而变）
说明：使电磁波随各种信号的强弱而变的技术叫做调制
二、无线电波的接收
问：无线电波的接收需要经过几个过程？（①调谐②解调。电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，当接收电磁波时，调节接收电路的固有频率使固有频率等于电磁波的频率，接收电路的振荡电流最大，这种现象称之为电谐振，相当于机械振动中的共振，使接收电路产生电谐振的过程就称之为调谐。调谐以后得到的高频电流还不是我们需要的声音和图象信息，还要使声音和图象信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，所以叫做解调，调幅波的解调也叫检波）
三、电视
说明：电视的传播过程需要分两个过程：电视信号的发射和电视信号的接收。
四、移动电话
问：移动电话的原理是 ( http: / / www.21cnjy.com )什么？（每一部移动电话都是一个无线电台，它可以将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时又相当于一台收音机，捕捉到空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信号）
问：移动电话与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台或者基站。在城市中，移动通信基地台的天线建在高大建筑物上。
第三节、电磁波的发射和接收
板书设计
( http: / / www.21cnjy.com )一、无线电波的发射
1、有效地辐射电磁波的条件：①足够高的频率②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间
2、电磁波发射方式①调幅AM②调频FM
调制：使电磁波随各种信号的强弱而变的技术
二、无线电波的接收
1、无线电波的接过程 ①调谐②解调
