4.3 无线电波的发射和接收 课件 2023-2024学年高二物理人教版（2019）选择性必修2(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.3 无线电波的发射和接收 课件 2023-2024学年高二物理人教版（2019）选择性必修2(共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-11 22:18:31 | ||
图片预览
文档简介
(共21张PPT)
第3节 无线电波的发射和接收
第四章 交变电流
我们能随时看手机、电视以及收听收音机，说明我们周围存在着电磁波。那么，我们接收到的电磁波是如何发射出来的呢？又是如何被接收到的呢？
1.理解无线电波的发射和接收过程，以及调制、解调等概念。
2.学会分析无线电波发射、接收的工作原理。
3.了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
知识点一：电磁波的发射
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。
电场
线圈
LC 振荡电路
思考讨论：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？
研究表明，要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下两个特点：
频率越高，发射电磁波的本领就越大所以要有足够高的振荡频率；
振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地发射电磁波。
1.有效发射电磁波的条件
（1）有足够高的振荡频率
频率越高，发射电磁波的本领就越大，要发射电磁波，就需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡。
+
+
-
-
电磁振荡的频率:
要增大电磁振荡的频率，要减小电感 L和电容 C。
①减小电容 C：增大电容器极板间距离、减少正对面积；
②要减小电感 L：减少线圈的匝数。
甲 乙 丙
如图甲、乙将电容器两个极板拉开，增大电容器极板间的距离，减小极板间的正对面积，如图丙，开放电路甚至可以演化成为一条导线。
由闭合电路变成开放电路
（2）开放电路（LC电路）
振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路。
2.实际应用
地线：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；
天线：线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。
天线
地线
天线和大地构成一个巨大的电容
无线电波就是通过天线和地线所组成的巨大开放电路发射出去的。
说明
①这里描述的天线用于长波、中波、短波的无线电广播和通信。
电视广播和微波通信的天线，在结构和原理上都与这种天线不同。
②长波的传播方式是地波，中波和中短波的传播方式是地波和天波，短波的传播方式是天波。
③电视广播和微波通信的传播方式是直线传播。
3.无线电波的调制
为了传送声音、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。
（1）载波:这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。
（2）调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。
甲 载波
乙 信号
丙 调幅波
丁 调频波
电磁波的调制
（3）调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变（AM，图丙）
（4）调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变（FM，图丁）
B
练一练
1.实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的（ ）
知识点二：无线电波的接收
1. 接收原理
原理：电磁感应现象，导体遇到电磁波会产生感应电流。
电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
要从诸多的信号中把需要的信号选择出来，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。在无线电技术中，利用电谐振可以达到这个目的。
2.电谐振
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。
收音机的调谐电路
通过可变电容改变调谐电路的固有频率，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。
可变电容
3.调谐
（1）使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。
（2）调谐的过程就是选择出所需要的电磁波的过程，也就是选台。
由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。
4.解调
把声音或图像信号从调谐电路接收到的高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程，所以叫作解调。调幅波的解调也叫检波。
解调之后我们得到原来的信号，经过放大就可以在扬声器或显示器中重现了。
1.在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是( )
A.调谐→高频放大→检波→音频放大
B.检波→高频放大→调谐→音频放大
C.调谐→音频放大→检波→高频放大
D.检波→音频放大→调谐→高频放大
A
练一练
知识点三：电视广播的发射和接收
1.电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播。
2.高频电视信号的三种传播方式
①地面无线电传输
②有线网络传输
③卫星传输
不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。
3.电视广播的接收
电视机接收到的高频电磁波信号经过解调，将得到的信号转变为图像信号和伴音信号，伴音信号经解调后送到扬声器。
电视信号发射塔
接收天线→调谐→解调→信号电流
信号电流
高频振荡电流
调幅
调制
调频
发射天线
1.某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台，适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为290m、397m、 566m的无线电波 ，下列说法正确的是 ( )
A.为了能收到频率最高的中波电台。应增加线圈的匝数
B .为更好接收290m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到756kHz
C .使接收电路产生电谐振的过程叫做解调
D .为了能接收到长波，应把电路中电容器的电容调大一点
练一练
D
无线电波的发射和接收
无线电波的发射
条件
有足够高的振荡频率
开放电路
无线电波的调制
调幅
调频
无线电波的接收
接收原理
电谐振
调谐
解调
电视广播的发射和接收
调制
第3节 无线电波的发射和接收
第四章 交变电流
我们能随时看手机、电视以及收听收音机，说明我们周围存在着电磁波。那么，我们接收到的电磁波是如何发射出来的呢？又是如何被接收到的呢？
1.理解无线电波的发射和接收过程，以及调制、解调等概念。
2.学会分析无线电波发射、接收的工作原理。
3.了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
知识点一：电磁波的发射
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。
电场
线圈
LC 振荡电路
思考讨论：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？
研究表明，要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下两个特点：
频率越高，发射电磁波的本领就越大所以要有足够高的振荡频率；
振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地发射电磁波。
1.有效发射电磁波的条件
（1）有足够高的振荡频率
频率越高，发射电磁波的本领就越大，要发射电磁波，就需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡。
+
+
-
-
电磁振荡的频率:
要增大电磁振荡的频率，要减小电感 L和电容 C。
①减小电容 C：增大电容器极板间距离、减少正对面积；
②要减小电感 L：减少线圈的匝数。
甲 乙 丙
如图甲、乙将电容器两个极板拉开，增大电容器极板间的距离，减小极板间的正对面积，如图丙，开放电路甚至可以演化成为一条导线。
由闭合电路变成开放电路
（2）开放电路（LC电路）
振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路。
2.实际应用
地线：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；
天线：线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。
天线
地线
天线和大地构成一个巨大的电容
无线电波就是通过天线和地线所组成的巨大开放电路发射出去的。
说明
①这里描述的天线用于长波、中波、短波的无线电广播和通信。
电视广播和微波通信的天线，在结构和原理上都与这种天线不同。
②长波的传播方式是地波，中波和中短波的传播方式是地波和天波，短波的传播方式是天波。
③电视广播和微波通信的传播方式是直线传播。
3.无线电波的调制
为了传送声音、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。
（1）载波:这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。
（2）调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。
甲 载波
乙 信号
丙 调幅波
丁 调频波
电磁波的调制
（3）调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变（AM，图丙）
（4）调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变（FM，图丁）
B
练一练
1.实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的（ ）
知识点二：无线电波的接收
1. 接收原理
原理：电磁感应现象，导体遇到电磁波会产生感应电流。
电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
要从诸多的信号中把需要的信号选择出来，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。在无线电技术中，利用电谐振可以达到这个目的。
2.电谐振
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。
收音机的调谐电路
通过可变电容改变调谐电路的固有频率，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。
可变电容
3.调谐
（1）使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。
（2）调谐的过程就是选择出所需要的电磁波的过程，也就是选台。
由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。
4.解调
把声音或图像信号从调谐电路接收到的高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程，所以叫作解调。调幅波的解调也叫检波。
解调之后我们得到原来的信号，经过放大就可以在扬声器或显示器中重现了。
1.在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是( )
A.调谐→高频放大→检波→音频放大
B.检波→高频放大→调谐→音频放大
C.调谐→音频放大→检波→高频放大
D.检波→音频放大→调谐→高频放大
A
练一练
知识点三：电视广播的发射和接收
1.电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播。
2.高频电视信号的三种传播方式
①地面无线电传输
②有线网络传输
③卫星传输
不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。
3.电视广播的接收
电视机接收到的高频电磁波信号经过解调，将得到的信号转变为图像信号和伴音信号，伴音信号经解调后送到扬声器。
电视信号发射塔
接收天线→调谐→解调→信号电流
信号电流
高频振荡电流
调幅
调制
调频
发射天线
1.某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台，适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为290m、397m、 566m的无线电波 ，下列说法正确的是 ( )
A.为了能收到频率最高的中波电台。应增加线圈的匝数
B .为更好接收290m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到756kHz
C .使接收电路产生电谐振的过程叫做解调
D .为了能接收到长波，应把电路中电容器的电容调大一点
练一练
D
无线电波的发射和接收
无线电波的发射
条件
有足够高的振荡频率
开放电路
无线电波的调制
调幅
调频
无线电波的接收
接收原理
电谐振
调谐
解调
电视广播的发射和接收
调制