4.3 电磁波的发射、传播和吸收 课件（共30张PPT）

(共30张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
粤教版 选择性必修二
第三节 电磁波的发射、传播和吸收
新课导入
通过之前的学习，我们已经知道电磁波是怎么产生的，我们目前经常利用电磁波发射电磁波，那我们怎样才能发射有效电磁波，怎么将需要的信息加载到电磁波上，又怎么接收到电磁波呢？
Part 01
电磁波的发射
一、电磁波的发射
1. 有效发射电磁波的条件和方法
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
一、电磁波的发射
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。
振荡电路演化成为一条导线
(a)
1. 有效发射电磁波的条件和方法
开放电路：使电场和磁场扩展到电容器的外部的电路
第一：要有足够高的振荡频率。
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
一、电磁波的发射
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。
把传递的低频电信号（叫做调制信号）“加载”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。
一、电磁波的发射
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
调幅：使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。
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。
信号源
振荡电路
（加载）
电台发射
调制
调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。
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（AM）
使高频振荡电磁波的振幅随调制信号的强弱而改变叫做调幅.
声音信号的调制过程：
以调幅方式调制的无线电广播，其发射原理如图所示。话筒将声音变成音频信号，经音频放大器放大后，再进入调制器，同时送入调制器的还有载波，信号经调制后耦合到发射天线向外发射。
无线广播发射器
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——调频（FM）
使高频振荡电磁波的频率随调制信号的强弱而改变叫做调幅.
信号源
振荡电路
（加载）
调 制
①调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制；
②通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。
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”
无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。
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。
Part 02
电磁波的传播
二、电磁波的传播
无线电波的传播方式主要有三种：地波、天波和直线传播
二、电磁波的传播
1. 地波传播
地波传播：沿地球表面传播无线电波的方式
中、长波:
波长较长，容易产生衍射现象。
在地面传播时能绕过多数障碍物（大山、高大建筑物……）
二、电磁波的传播
2. 天波传播
天波传播：利用大气中电离层的反射来传播无线电波的方式
长波容易被电离层吸收；
短波和部分中波容易被电离层反射；
微波容易穿过电离层。
二、电磁波的传播
3. 直线传播
直线传播：沿直线传播无线电波的方式
微波频率很高，能够穿透电离层，只能沿直线传播
无线电波沿直线传播的距离一般只有几十千米，所以需要设立许多中继站，不断地把信号接收、放大，再传到下一站，就像接力赛跑一样，一站一站地把信号传送到远方
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 超远程无线通信和导航
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
Part 03
电磁波的接收
三、电磁波的接收
1. 接收原理和设备
②设备：接收天线
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
各种信号
各种无线电通信设备
所以，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？
噪音≠信号
三、电磁波的接收
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。
三、电磁波的接收
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
三、电磁波的接收
4.无线电的接收全过程
调谐器
解调器
放大电路
天线
无线电的接收全过程
调谐器
解调器
放大电路
天线
调制器
放大器
无线电的发射全过程
课堂练习
(多选) 1、下列说法正确的是( )
A.用带有地线和天线的开放电路，就可将电磁波发射出去
B.在电磁波的传播空间，放上一导体，即可把电磁波接收下来
C.检波是调制的逆过程
D.电磁波的传播方式只有两种：天波和地波
ABC
课堂练习
(多选)2、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
课堂练习
3、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
(多选) 4、调整接收回路时，可变电容器的动片全部旋出到完全旋入的过程中，仍收不到某一较低频率的电台的信号，要接收到该电台，则应( )
A.增加谐振线圈的圈数
B.减小谐振线圈的圈数
C.在线圈中插入铁芯
D.加大电源电压
AC
课堂练习
5、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
A