歡迎進(jìn)入物理課堂 第4節(jié)無線電波的發(fā)射 傳播和接收 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道什么樣的電磁振蕩電路有利于向外發(fā)射電磁波 2 了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念 了解調(diào)諧及無線電波接收的基本原理 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 對(duì)本節(jié)基本概念的理解 2 對(duì)調(diào)諧的理解與無線電波的接收與發(fā)射過程的掌握 第4節(jié) 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課前自主學(xué)案 一 無線電波的發(fā)射1 有效地向外發(fā)射電磁波 振蕩電路必須具有的兩個(gè)特點(diǎn) 1 采用 電路 用開放電路可以使振蕩電路的電磁場盡可能地分散到大的空間 2 要有足夠高的 頻率越高 發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越 開放 頻率 大 2 電磁波的載波與調(diào)制 1 載波 發(fā)射電磁波是為了傳遞信號(hào) 將需要傳遞的信號(hào)加載在高頻等幅電磁波上 發(fā)射出去 用來 信號(hào)的高頻等幅波 2 把信號(hào) 加 到載波上的過程叫調(diào)制 通常有兩種方式 一種是使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而改變叫做 另一種是使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而改變叫做 二 無線電波的傳播無線電波通常有三種傳播途徑 地波 和 運(yùn)載 調(diào)幅 調(diào)頻 天波 直線傳播 1 地波 是沿 的表面空間傳播的無線電波 在無線電技術(shù)中 通過采用地波的形式傳播長波 中波和中短波 2 天波 是靠大氣層中 的反射傳播的無線電波 短波最適合采用天波的形式傳播 3 直線傳播 微波又叫超短波 它既不能以地波的形式傳播 又不能依靠電離層的反射以天波的形式傳播 微波的傳播形式跟光一樣 是沿 傳播的 這種沿直線傳播的電磁波叫做空間波或視波 地球 電離層之間 直線 三 無線電波的接收1 無線電波的接收原理電磁波在傳播過程中如果遇到導(dǎo)體 會(huì)在導(dǎo)體中感應(yīng)出 空中用來接收 的導(dǎo)體叫做接收天線 2 電諧振與調(diào)諧 1 電諧振 當(dāng)振蕩電路的固有頻率跟傳播來的電磁波的頻率 時(shí) 電路里激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)的現(xiàn)象 它相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振 2 調(diào)諧 使接收電路產(chǎn)生 的過程 3 調(diào)諧電路 能夠 的接收電路 振蕩電流 電磁波 相等 電諧振 調(diào)諧 核心要點(diǎn)突破 一 對(duì)無線電波發(fā)射過程的理解1 開放電路的認(rèn)識(shí)有效發(fā)射電磁波 電磁波的頻率必須足夠大 而且要采用開放電路 采用開放電路 使振蕩電路的電磁場必須盡可能地分布到較大的空間 天線和地線也可組成開放電路 2 電磁波的發(fā)射與調(diào)制在電磁波發(fā)射技術(shù)中 使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制 調(diào)制的裝置如圖3 4 1所示 圖3 4 1 1 調(diào)幅 使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而改變叫調(diào)幅 調(diào)幅作用見圖3 4 2 圖3 4 2甲 聲音信號(hào)的波形 乙 高頻等幅振蕩電流的波形 丙 經(jīng)過調(diào)幅的高頻振蕩電流的波形 2 調(diào)頻 使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而改變叫調(diào)頻 調(diào)頻的作用見圖3 4 3所示 圖3 4 3甲 聲音信號(hào)的波形 乙 高頻等幅振蕩電流的波形 丙 經(jīng)過調(diào)頻的高頻振蕩電流的波形 3 電磁波的發(fā)射方框圖如圖3 4 4所示 圖3 4 4 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng) 應(yīng)該采取的措施是 A 增加輻射波的波長B 使振蕩電容的正對(duì)面積足夠大C 盡可能使電場和磁場分散開D 增加回路中的電容和電感解析 選C 從必須采用開放電路以及提高電磁波的頻率兩方面入手分析 通過頻率公式和電容公式判斷 二 無線電波的傳播方式與接收1 電磁波的傳播方式及特點(diǎn)無線電技術(shù)中使用的電磁波叫無線電波 主要的傳播方式有地波 天波和空間波三種 2 對(duì)電諧振 調(diào)諧的理解 1 當(dāng)接收電路的固有頻率跟需要接收的電磁波的頻率相同時(shí) 接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最大 這種現(xiàn)象叫電諧振 可從能量觀點(diǎn)理解電諧振 當(dāng)接收電路的固有頻率與某一電磁波的頻率相同時(shí) 接收電路中獲得的能量最大 引起的電磁振蕩最劇烈 這一點(diǎn)與機(jī)械振動(dòng)中的共振是一樣的 2 調(diào)諧電路的固有頻率可以在一定范圍內(nèi)改變 將調(diào)諧電路的頻率調(diào)節(jié)到與需要接收的某個(gè)電磁波的頻率相同 使接收電路產(chǎn)生電諧振 這個(gè)過程叫調(diào)諧 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 要接收到載有信號(hào)的電磁波 在接收電路中必須經(jīng)過下列過程中的 A 調(diào)幅B 調(diào)頻C 調(diào)諧D 載波解析 選C 經(jīng)過調(diào)制的高頻電流要經(jīng)過調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流 因此 接收電路中必須有調(diào)諧過程 選項(xiàng)C正確 課堂互動(dòng)講練 關(guān)于無線電波的發(fā)射過程 下列說法正確的是 A 必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制B 必須使信號(hào)產(chǎn)生電諧振C 必須把傳輸信號(hào)加到高頻電流上D 必須使用開放回路 精講精析 電磁波的發(fā)射過程中 一定要對(duì)低頻輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制 用開放電路發(fā)射 為了有效地向外發(fā)射電磁波 必須使電路開放 A C D正確 而產(chǎn)生電諧振的過程是在接收電路 B不正確 答案 ACD 方法總結(jié) 處理無線電波發(fā)射的題目要把握兩點(diǎn) 發(fā)射條件 載波信號(hào) 圖3 4 5中A為某火箭發(fā)射場 B為山區(qū) C為城市 發(fā)射場正在進(jìn)行某型號(hào)火箭的發(fā)射實(shí)驗(yàn) 為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實(shí)況 在發(fā)射場建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào) 已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m 而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長為0 566m 為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)的傳播 使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射的實(shí)況 必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā) 選填 無線電廣播信號(hào) 或 電視信號(hào) 這是因?yàn)?圖3 4 5 精講精析 從題中知 傳輸無線電廣播所用電磁波波長為550m 根據(jù)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 已知該電磁波很容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 繞過山坡而傳播到城市所在的C區(qū) 因而不需要轉(zhuǎn)發(fā)裝置 電視信號(hào)所用的電磁波波長為0 566m 其波長很短 衍射現(xiàn)象很不明顯 幾乎沿直線傳播 能傳播到山頂卻不能傳播到城市所在的C區(qū) 要想使信號(hào)傳到C區(qū) 必須通過建在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā) 答案 電視信號(hào)傳輸電視信號(hào)的電磁波波長很短 容易被山區(qū)擋住 方法總結(jié) 在波的特性上 電磁波同機(jī)械波一樣 具有反射 折射 干涉 衍射 多普勒效應(yīng)等特性 而且 產(chǎn)生明顯的衍射條件是 只有當(dāng)障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長小時(shí) 才會(huì)產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象 有波長分別為290m 397m 566m的無線電波同時(shí)傳向收音機(jī)的接收天線 當(dāng)把收音機(jī)的調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756kHz時(shí) 1 哪種波長的無線電波在收音機(jī)中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng) 2 如果想接收到波長為290m的無線電波 應(yīng)該把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片旋進(jìn)一些還是旋出一些 2 要接收波長為290m的無線電波 應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率 因此 應(yīng)把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片旋出一些 答案 見自主解答 方法總結(jié) 收音機(jī)的調(diào)諧電路 通過改變可變電容器的電容來改變調(diào)諧電路的頻率 使它跟我們要接收的電磁波的頻率相同 由于電諧振現(xiàn)象 只有這個(gè)頻率的電磁波才在調(diào)諧電路中激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流 而其他頻率的電磁波激起的感應(yīng)電流都非常弱 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全