高中物理第十四章电磁波14.3电磁波的发射和接收课件新人教版.ppt

3,.,电磁波的发射和接收,1,.,知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波。,2,.,了解利用电磁波传递信号要对电磁波进行调制,调制方法有两种,:,调幅和调频。知道什么是调制、什么是调幅和调频。,3,.,知道接收需要的电磁波要进行调谐,知道还原信号还要进行解调,了解什么是调谐和解调。,1,2,1,.,电磁波的发射,(1),要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点,:,第一,要有,足够高,的振荡频率,频率越,高,发射电磁波的本领越大。第二,应采用,开放,电路,振荡电路的电场和磁场必须分散到,足够大,的空间。,(2),开放电路,:,实际的开放电路,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。,1,2,(3),电磁波的调制,1,2,2,.,电磁波的接收,(1),接收原理,:,电磁波能使导体中产生,感应电流,所以导体可用来接收电磁波,这个导体就是接收,天线,。,(2),电谐振,:,当接收电路的,固有频率,跟接收到的电磁波的,频率,相等时,接收电路里产生的振荡电流最强,这种现象叫作电谐振。,(3),调谐,:,使接收电路中产生,电谐振,的过程叫作调谐。,(4),解调,:,使声音或图像信号从接收到的,高频电流,中还原出来,这个过程是调制的逆过程,叫作解调。调幅波的解调也叫,检波,。,(5),无线电波,:,技术上把波长大于,1 mm,(,频率低于,300 GHz),的电磁波称作无线电波,并按波长分成若干个波段,像长波、中波、短波、微波等。不同波段所用的设备和技术不同,因此有不同的用途。,一,二,三,四,一、有效地发射电磁波的两个条件,1,.,高频电路,:,理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的四次方成正比,频率越高,发射电磁波的本领就越大,所以采用高频电路。,2,.,开放电路,:,振荡电路中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。实际的开放电路由天线、线圈和地线组成,天线相当于电容器的一个极板,大地是另一个极板,这样做有两个好处,一是满足开放的条件,让电场和磁场尽可能地分散到更大的空间,;,二是电容器的电容非常小,可以产生高频率。,一,二,三,四,特别警示,当振荡电路变成开放电路时,由于匝数减少,则自感系数,L,减小。由于正对面积减小,距离增大,电容器的电容减小,。,一,二,三,四,二、对电谐振及其作用的理解,世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不清。因此接收信号时,首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来,通常叫选台。在无线电技术中利用电谐振,(,类似于机械振动中的共振,),达到目的。,一,二,三,四,使接收电路中产生电谐振的过程叫调谐,能够调谐的接收电路叫调谐电路。如图所示,调节电容器的电容,当该,LC,振荡电路的固有频率与某电台的频率相同时,这个电台的电磁波在电路中激起的感应电流最强,这样就选出了这个电台。收音机一般是通过改变电容来调谐,而电视机一般通过改变电感来调谐。,一,二,三,四,三、对调制、调幅、调频、调谐、解调等概念的理解,1,.,无线电波的发射和接收过程。,2,.,“,调幅,”,和,“,调频,”,都是调制过程。,(1),使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。,(2),使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视中的伴音信号,采用调频波。,一,二,三,四,3,.,解调是调制的逆过程。,声音、图像等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接发射出去,而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。,特别警示,(1),电谐振就是电磁振荡中的,“,共振,”,。,(2),调谐与电谐振不同,电谐振是一个物理现象,而调谐则是一个操作过程。,一,二,三,四,四、无线电波的分类,1 mm,的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成若干波段。,一,二,三,四,一,二,三,四,特别警示,无线电波是无线电技术中使用的电磁波,其波长范围从几毫米到几十千米,按波长分成若干个波段,各个波段有其不同的主要用途。,类型一,类型二,理解有效发射电磁波的条件,【例,1,】,要提高,LC,振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施有,(,),A.,增加辐射波的波长,B.,使振荡电容器的正对面积足够小,C.,尽可能使电场和磁场分散开,D.,增加电路中的电容和电感,类型一,类型二,题后反思,只要熟练掌握有效发射电磁波的条件和振荡频率的表达式,该题便可以解决。,类型一,类型二,电磁波接收端的有关计算,【例,2,】,一台收音机的接收频率范围从,f,1,=,2,.,2 MHz,到,f,2,=,22 MHz,。设这台收音机能接收的相应波长范围从,1,到,2,调谐电容器的相应电容变化范围从,C,1,到,C,2,。那么波长之比为多少,?,电容之比为多少,?,类型一,类型二,答案：,10,1,100,1,题后反思,(1),LC,振荡电路是最简单的电磁振荡电路,也是无线电技术中最常见的振荡电路,所以要熟记它的周期和频率公式。,(2),调谐电路与发射无线电波的电路都是开放的,LC,电路,但前者电路的固有频率是可变的,后者电路的固有频率是固定的。,