高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收课文内容ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收课文内容ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了新课引入新知初感悟，无线电波的发射，思考与讨论，典例一，无线电波的接收，典例二，基础练习等内容，欢迎下载使用。

第三节|无线电波的发射和接收
古代人们可以通过烽火台、驿站、信鸽等传递信息，但一封十万火急的“战报”也要很多天才能送到执政者手里。到了近代，邮差的出现，大大地提高了信息传送的速度，但还是无法及时方便地传递信息。现在，我们如果需要传递信息，光速就可以完成。那我们现在是用什么样的方式传递信息的呢？
现在的传递方式有线和无线之分，无线主要依靠电磁波，上节课我们学习了什么是电磁波。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波。在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？
要想有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？（1）要有足够高的振荡频率，理论研究表明，振动电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比，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，才能有效地把电磁场的能量传播出去。
如何改造普通的LC振荡电路，增大其频率并使它有效地发射电磁波呢？将闭合电路变成开放电路：
开放电路：将电容器两个极板拉开，增大电容器极板间的距离，减小电容器两极板的正对面积，从而使电场和磁场扩展到电容器的外部。这样的振荡电路叫作开放电路。
如图所示，开放电路甚至可以演化成为一条导线，这样就可以有效地把电磁波发射出去了。在实际应用中，常把开放电路的下端跟大地连接，这条导线叫作地线；线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫作天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。
发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如，无线电报传递的是文字信号；无线电广播传递的是声音信号；电视广播传递的不仅有声音信号，还有图像信号。要想让电磁波传得足够远，就必须使用高频率的电磁波。但我们要传递的信号却是一些低频信号，如声音信号频率只有几百至几千赫兹，图像信号的频率也不过上万赫兹，不可能把它们直接发送出去。这就要求发射的电磁波要随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢？
在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波（也就是载波）就能载着要传送的信号一起发射出去。
把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。高频振荡电流类似于可远飞的信鸽，要传送的信号类似于要发出的信件，调制类似于把信件绑在信鸽的身上。进行调制的装置叫作调制器，要传递的电信号叫作调制信号。
一种调制的方法是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅；一种调制的方法是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频。
1、要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫( )A.调谐 B.解调C.调制 D.检波解题思路：把低频电信号附加在高频载波上的过程叫调制，C正确。答案：C
世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通信设备，它们不断地向空中发射不同频率的电磁波，这些电磁波弥漫在我们周围，如果不加选择地把它们都接收下来，那必然是一片混乱的信号，达不到我们传递信息的目的。所以，在接收电磁波时，首先要从诸多的信号中把我们需要的信号选择出来，比如收看电视节目时就需要选台。如何从许多不同频率的信号中把需要的信号选出来呢？
电磁波在空间传播时，如果遇到导体，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（天线和地线组成的电路），就可以接收到电磁波了。
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？
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。这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振（用示波器观察电谐振的波形）。在无线电技术里，就是利用电谐振来达到接收自己需要的电磁波的目的的。
使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。如图所示，调节可变电容器的电容可以改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了要接收的电磁波信号。
如何听到或看到接收到的信号？如图，收音机对应图讲解
收音机接收的经过调制的高额振荡电流，这种电流通过收音机的耳机或扬声器，并不能使它们振动而发声，假定某一个半周期电流的作用是使振动片向某个方向运动，下一个半周期电流就以几乎同样大的作用使振动片向反方向运动。高频电流的周期非常短，半周期更短，而振动片的惯性相当大，所以在振动片还没有来得及在电流的作用下向某个方向运动的时候，就立刻有一个几乎同样大的作用要使它向反方向运动，结果振动片实际上不发生振动。要听到声音，必须从高频振荡电流中“检”出声音信号，使扬声器(或耳机)中的动片随声音信号振动。
从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。由于调制的方法不同，检波的方法也不同。检波之后的信号再经过放大、重现，我可以听到或看到了。
无线电波接收的过程：接收电路——电谐振——调谐——检波。
2、电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为( )A.天线处于变化的电磁场中，产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路B.天线只处于变化的电场中，产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路C.天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接收D.天线将电磁波传输到电视机内
解题思路：室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流通过馈线输送给LC电路，在此电流中空间各电视台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强，然后再通过解调处理输入后面电路，故选项A正确，BCD错误。答案：A
三、电视广播的发射和接收
电视广播信号也是一种无线电信号。在现代电视发射系统中，首先通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电信号。这种电信号可以通过线路直接传输，但是由于传输失真、损耗等原因，很难远距离传播。因此，需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播。
目前，高频电视信号的传播方式主要有三种，即地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。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。在电视接收端，接收到高频电磁波信号以后，经过解调处理，就可以将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调后送到扬声器。
1、手机信息的接收和发射、对讲机信息的接收和发射都靠电磁波，则关于手机和对讲机发射的两列电磁波， 下列叙述正确的是( )A.频率一定相等 B.波长一定相等C.能量一定相等 D.波速一定相等
答案：D 解析：电磁波的频率、波长和能量均由波源决定的，而电磁波在相同介质中的传播速变相同，D正确。
2、下列物理现象中，受电磁波的影响所产生的是( )A.把手机放在半导体收音机周围，半导体收音机发出滋滋的声音B.夜晚打开电视机时，突然发现白炽灯稍微变暗C.用室内天线接收微弱信号时，人走过时电视画面会发生变化D.在野外郊游时，出现手机无法接通
答案：A解析：把手机放在半导体收音机周围，手机发射的电磁波被半导体收音机接收后会发出滋滋的声音，A正确；打开电视机，用电功率过大，输电线上损失的电压和功率变大，则白炽灯稍微变暗，B错误；走动时影响了室内天线对电视信号的接收， 并非是电磁波所引起，C错误；手机无法接通是信号的问题，D错误。
3、如图所示为电视机接收声音和图像过程的示意图，其工作过程顺序正确的是( )A.解调——放大——调谐——显示B.调谐——放大——解调——显示C.调谐——解调——放大——显示D.放大——调谐——解调——显示