高三物理電磁波的發(fā)射與接收ppt課件

1、高中物理新人教版選修- 4系列課件14.3教學(xué)目的教學(xué)目的 1、知識(shí)與技藝： 了解無(wú)線電波的波長(zhǎng)范圍 了解無(wú)線電波的發(fā)射過(guò)程和調(diào)制的簡(jiǎn)單概念 了解調(diào)諧、檢涉及無(wú)線電波的接納的根本原理 2、過(guò)程與方法： 了解無(wú)線電波發(fā)射的過(guò)程 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀： 領(lǐng)會(huì)科學(xué)與技術(shù)的結(jié)合之美 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1、重點(diǎn)：調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)調(diào)和解調(diào) 2、難點(diǎn)：調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)調(diào)和解調(diào)一、無(wú)線電波的發(fā)射一、無(wú)線電波的發(fā)射1.要有效發(fā)射電磁波，振蕩電路須具有如下特點(diǎn)：要有效發(fā)射電磁波，振蕩電路須具有如下特點(diǎn)：要有足夠高的振蕩頻率。要有足夠高的振蕩頻率。振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必需分散到盡能夠大的空振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必

2、需分散到盡能夠大的空間，這樣才干有效地把能量輻射出去。間，這樣才干有效地把能量輻射出去。2、開(kāi)路電路：、開(kāi)路電路： 為了發(fā)射電磁波，需求改良振蕩電路。為了發(fā)射電磁波，需求改良振蕩電路。一方面增大電容器極板間間隔、減少正對(duì)一方面增大電容器極板間間隔、減少正對(duì)面積；另一方面減少線圈的匝數(shù)，以減少面積；另一方面減少線圈的匝數(shù)，以減少自感。這樣既提高了振蕩頻率又將磁場(chǎng)和自感。這樣既提高了振蕩頻率又將磁場(chǎng)和電場(chǎng)分散到較大空間。這種電路叫做開(kāi)放電場(chǎng)分散到較大空間。這種電路叫做開(kāi)放電路。電路。 在實(shí)踐運(yùn)用中，開(kāi)放電路的下部分導(dǎo)線在實(shí)踐運(yùn)用中，開(kāi)放電路的下部分導(dǎo)線通常接地。叫做地線，上部分導(dǎo)線盡能夠分通常接地

3、。叫做地線，上部分導(dǎo)線盡能夠分散到高處，叫做天線。電磁波就是經(jīng)過(guò)天線散到高處，叫做天線。電磁波就是經(jīng)過(guò)天線和地線所組成的開(kāi)放電路發(fā)射出去的。和地線所組成的開(kāi)放電路發(fā)射出去的。 為了使開(kāi)放電路中產(chǎn)生振為了使開(kāi)放電路中產(chǎn)生振蕩電流，常用如下圖的方法，蕩電流，常用如下圖的方法，使振蕩器的線圈使振蕩器的線圈L2L2接近開(kāi)放振接近開(kāi)放振蕩電路的線圈蕩電路的線圈L1 L1 。當(dāng)振蕩器。當(dāng)振蕩器中產(chǎn)生振蕩電流時(shí)，由于互感中產(chǎn)生振蕩電流時(shí)，由于互感作用，就可以在開(kāi)放振蕩電路作用，就可以在開(kāi)放振蕩電路中產(chǎn)生一樣頻率的振蕩電流，中產(chǎn)生一樣頻率的振蕩電流，這種方法叫做感應(yīng)耦合。這種方法叫做感應(yīng)耦合。 發(fā)發(fā) 射射 端

4、端 常用的調(diào)制方式有調(diào)幅和調(diào)頻兩種：常用的調(diào)制方式有調(diào)幅和調(diào)頻兩種：1 1、調(diào)幅：高頻電流或電壓的振幅隨信號(hào)改、調(diào)幅：高頻電流或電壓的振幅隨信號(hào)改動(dòng)，這種調(diào)制叫做調(diào)幅，用動(dòng)，這種調(diào)制叫做調(diào)幅，用AMAM表示。表示。 2) 2)調(diào)頻：使高頻電流或電壓的頻率隨信號(hào)改動(dòng)調(diào)頻：使高頻電流或電壓的頻率隨信號(hào)改動(dòng)的調(diào)制方式叫做調(diào)頻。用的調(diào)制方式叫做調(diào)頻。用FMFM表示。表示。 為了傳送聲音、文字、圖象等信號(hào)，首先要為了傳送聲音、文字、圖象等信號(hào)，首先要把傳送的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。但這種電信號(hào)的把傳送的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。但這種電信號(hào)的頻率較低，不能直接發(fā)射出去，需求將這種低頻率較低，不能直接發(fā)射出去，需求將這

5、種低頻電信號(hào)加到高頻振蕩電流上發(fā)射出去。這種頻電信號(hào)加到高頻振蕩電流上發(fā)射出去。這種要把傳送的電信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)加到高頻要把傳送的電信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)加到高頻振蕩電路叫做載波上的過(guò)程叫做調(diào)制；進(jìn)振蕩電路叫做載波上的過(guò)程叫做調(diào)制；進(jìn)展調(diào)制的安裝叫做調(diào)制器。展調(diào)制的安裝叫做調(diào)制器。聲音信號(hào)聲音信號(hào)高頻振蕩電流高頻振蕩電流使電磁波隨使電磁波隨各種信號(hào)而各種信號(hào)而改動(dòng)改動(dòng),叫做調(diào)叫做調(diào)制制調(diào)調(diào) 幅幅一、無(wú)線電波的發(fā)射一、無(wú)線電波的發(fā)射聲音信號(hào)聲音信號(hào)高頻振蕩電流高頻振蕩電流使電磁波隨使電磁波隨各種信號(hào)而各種信號(hào)而改動(dòng)改動(dòng),叫做調(diào)叫做調(diào)制制調(diào)調(diào) 頻頻一、無(wú)線電波的發(fā)射一、無(wú)線電波的發(fā)射聲音信號(hào)的調(diào)制過(guò)程：

6、聲音信號(hào)的調(diào)制過(guò)程：調(diào)幅調(diào)幅 (AM)：中波和短波波段；：中波和短波波段；調(diào)頻調(diào)頻 (FM)：微波甚高頻和：微波甚高頻和超高頻波段超高頻波段處在電磁處在電磁波傳播空波傳播空間的導(dǎo)體間的導(dǎo)體, ,會(huì)產(chǎn)生同會(huì)產(chǎn)生同頻率的感頻率的感應(yīng)電流應(yīng)電流我們生活我們生活的空間布的空間布滿了強(qiáng)弱滿了強(qiáng)弱不同的電不同的電磁波磁波, ,我我們又如何們又如何選出本人選出本人所需的無(wú)所需的無(wú)線電波呢線電波呢? ?二二 、無(wú)線電波的接納、無(wú)線電波的接納二二 、無(wú)線電波的接納、無(wú)線電波的接納 1. 1.當(dāng)接納電路的當(dāng)接納電路的固有頻率跟接納到的固有頻率跟接納到的電磁波的頻率一樣時(shí)，電磁波的頻率一樣時(shí)，接納電路中產(chǎn)生的振接納

7、電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)這種景蕩電流最強(qiáng)這種景象叫做電諧振象叫做電諧振二二 、無(wú)線電波的接納、無(wú)線電波的接納可可變變電電容容 2.使接納電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧，使接納電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧，可以調(diào)諧的接納電路叫做調(diào)諧電路?？梢哉{(diào)諧的接納電路叫做調(diào)諧電路。 1. 1.當(dāng)接納電路的當(dāng)接納電路的固有頻率跟接納到的固有頻率跟接納到的電磁波的頻率一樣時(shí)，電磁波的頻率一樣時(shí)，接納電路中產(chǎn)生的振接納電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)這種景蕩電流最強(qiáng)這種景象叫做電諧振象叫做電諧振二二 、無(wú)線電波的接納、無(wú)線電波的接納問(wèn)題問(wèn)題: :用調(diào)諧器接納到的感應(yīng)電流是調(diào)制的高用調(diào)諧器接納到的感應(yīng)電流是調(diào)制的高頻振蕩電流

8、，這樣我們就可以感知信號(hào)了嗎頻振蕩電流，這樣我們就可以感知信號(hào)了嗎? ?二二 、無(wú)線電波的接納、無(wú)線電波的接納3.3.檢波：從接納到的高頻振蕩中檢波：從接納到的高頻振蕩中“檢出所攜檢出所攜帶的信號(hào)，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過(guò)程，因帶的信號(hào)，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過(guò)程，因此也叫解調(diào)。此也叫解調(diào)。信號(hào)信號(hào)調(diào)制調(diào)制振蕩電流振蕩電流發(fā)射發(fā)射調(diào)諧電路調(diào)諧電路解調(diào)解調(diào)輸出輸出無(wú)線電波發(fā)射和接受流程圖無(wú)線電波發(fā)射和接受流程圖無(wú)線電波的發(fā)射無(wú)線電波的發(fā)射無(wú)線電波的接納無(wú)線電波的接納三三. .無(wú)線電波的波段分布根據(jù)：波長(zhǎng)無(wú)線電波的波段分布根據(jù)：波長(zhǎng)/ /頻率頻率2.無(wú)線電波的傳播方式：無(wú)線電波的傳播方式：長(zhǎng)波長(zhǎng)波

9、短波短波微波微波微波微波問(wèn)題討論問(wèn)題討論: :為什么不同波段的無(wú)線電電波采用為什么不同波段的無(wú)線電電波采用不同的傳播方式不同的傳播方式? ?知識(shí)拓展知識(shí)拓展長(zhǎng)波長(zhǎng)波: :波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生衍射景象。波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生衍射景象。長(zhǎng)波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過(guò)妨礙物長(zhǎng)波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過(guò)妨礙物大山、高大建筑物大山、高大建筑物長(zhǎng)波長(zhǎng)波長(zhǎng)波容易被電離層吸收；長(zhǎng)波容易被電離層吸收；短波容易被電離層反射；短波容易被電離層反射；微波容易穿過(guò)電離層。微波容易穿過(guò)電離層。短波短波微波微波: 頻率很高；頻率很高； 直線傳播。直線傳播。微波微波【例【例1 1】為了使需求傳送的信號(hào)發(fā)射到遠(yuǎn)方，必】為了使需求傳送的信號(hào)發(fā)射到遠(yuǎn)

10、方，必需對(duì)振蕩電流進(jìn)展需對(duì)振蕩電流進(jìn)展 A A調(diào)制調(diào)制 B.B.放大放大 C.C.調(diào)諧調(diào)諧 D.D.檢波檢波 A【例【例2 2】用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成】用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成LCLC振振蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，可采用的蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，可采用的做法是做法是 A.A.增大電容器兩極板間的間隔增大電容器兩極板間的間隔B.B.減小電容器兩極板間的間隔減小電容器兩極板間的間隔C.C.減小電容器兩極板正對(duì)面積減小電容器兩極板正對(duì)面積D.D.在電容器兩極板間參與電介質(zhì)在電容器兩極板間參與電介質(zhì) BD【例【例3 3】一個(gè)】一個(gè)LCLC接納回路，假設(shè)要從接納較高接納回路，

11、假設(shè)要從接納較高頻率的電磁波變到接納較低頻率的電磁波，以頻率的電磁波變到接納較低頻率的電磁波，以下調(diào)理正確的選項(xiàng)是下調(diào)理正確的選項(xiàng)是 A.A.添加諧振線圈的匝數(shù)添加諧振線圈的匝數(shù)B.B.在線圈中插入鐵芯在線圈中插入鐵芯C.C.降低電源電壓降低電源電壓D.D.把可變電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋進(jìn)些把可變電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋進(jìn)些 ABD 例4、無(wú)線電廣播中波段的波長(zhǎng)范圍為187560米，為了防止鄰臺(tái)干擾，兩個(gè)相鄰電臺(tái)的頻率至少相差104赫，那么在此波段中，最多能包容的電臺(tái)數(shù)約：( ) A、500個(gè) B、100個(gè) C、187個(gè) D、20個(gè)。B【例【例5 5】為了實(shí)現(xiàn)全球的電視轉(zhuǎn)播，下面的措施中正確】為了實(shí)現(xiàn)全球

12、的電視轉(zhuǎn)播，下面的措施中正確的選項(xiàng)是的選項(xiàng)是 A.A.只需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，在赤道平面上空運(yùn)轉(zhuǎn)只需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，在赤道平面上空運(yùn)轉(zhuǎn)B.B.至少需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，在赤道平面上空運(yùn)轉(zhuǎn)至少需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，在赤道平面上空運(yùn)轉(zhuǎn)C.C.只需發(fā)射一顆同步衛(wèi)星，繞著經(jīng)過(guò)南、北極的上空運(yùn)只需發(fā)射一顆同步衛(wèi)星，繞著經(jīng)過(guò)南、北極的上空運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)D.D.至少需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，繞著經(jīng)過(guò)南、北極的上空至少需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，繞著經(jīng)過(guò)南、北極的上空運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)解析：同步衛(wèi)星只能在赤道平面上空，經(jīng)過(guò)南、北極解析：同步衛(wèi)星只能在赤道平面上空，經(jīng)過(guò)南、北極的上空運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星不能夠是同步衛(wèi)星。由于電視信號(hào)的上空運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星不能夠是

13、同步衛(wèi)星。由于電視信號(hào)屬于微波段，只可以沿直線傳播，為覆蓋全球，至少屬于微波段，只可以沿直線傳播，為覆蓋全球，至少需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，使它們靜止于正三角形的頂點(diǎn)，需發(fā)射三顆同步衛(wèi)星，使它們靜止于正三角形的頂點(diǎn)，地球內(nèi)切于這個(gè)正三角形。地球內(nèi)切于這個(gè)正三角形。 B 【例【例1010】某雷達(dá)任務(wù)時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)】某雷達(dá)任務(wù)時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)2020，每秒脈沖數(shù)，每秒脈沖數(shù)n n50005000，每個(gè)脈沖繼續(xù)時(shí)間，每個(gè)脈沖繼續(xù)時(shí)間t t0.02s0.02s，問(wèn)電磁波的振蕩頻率為多少？最大的偵查間，問(wèn)電磁波的振蕩頻率為多少？最大的偵查間隔是多少？隔是多少？解析：根據(jù)雷達(dá)熒光屏上發(fā)射波形和反射波形

14、間的時(shí)解析：根據(jù)雷達(dá)熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時(shí)間間隔，即可求得偵查間隔，為此反射波必需在后一間間隔，即可求得偵查間隔，為此反射波必需在后一個(gè)發(fā)射波發(fā)出前到達(dá)雷達(dá)接納器?？梢?jiàn)，雷達(dá)的最大個(gè)發(fā)射波發(fā)出前到達(dá)雷達(dá)接納器。可見(jiàn)，雷達(dá)的最大偵查間隔應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射兩個(gè)相鄰脈沖間隔偵查間隔應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射兩個(gè)相鄰脈沖間隔時(shí)間內(nèi)傳播間隔的一半。時(shí)間內(nèi)傳播間隔的一半。8923.0 101.5 1020 10cfHz電磁波在雷達(dá)發(fā)射兩個(gè)相鄰脈沖間隔時(shí)間內(nèi)傳播間隔電磁波在雷達(dá)發(fā)射兩個(gè)相鄰脈沖間隔時(shí)間內(nèi)傳播間隔所以雷達(dá)的最大偵查間隔所以雷達(dá)的最大偵查間隔1()sc tctn 86413 10(0.

15、02 10 )6 105000m 43 10302ssmKm 電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材選用原那么電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材選用原那么 指選用的實(shí)驗(yàn)器件要能保證明驗(yàn)的正常進(jìn)展。指選用的實(shí)驗(yàn)器件要能保證明驗(yàn)的正常進(jìn)展。 如如-線路中的限流電阻必需滿足要求，線路中的限流電阻必需滿足要求，確保電流不能超越允許值；確保電流不能超越允許值； 經(jīng)過(guò)安培表的電流或加在伏特表上的電壓均不經(jīng)過(guò)安培表的電流或加在伏特表上的電壓均不能超越它們的運(yùn)用量程；能超越它們的運(yùn)用量程； 經(jīng)過(guò)電源、滑動(dòng)變阻器的電流不能超越額定值。經(jīng)過(guò)電源、滑動(dòng)變阻器的電流不能超越額定值。一切的器件都必需符合實(shí)驗(yàn)要求。一切的器件都必需符合實(shí)驗(yàn)要求。 1、可行、可行,即夠用

16、即夠用 是指選用的實(shí)驗(yàn)器件要思索盡能夠減小實(shí)驗(yàn)是指選用的實(shí)驗(yàn)器件要思索盡能夠減小實(shí)驗(yàn)誤差。誤差。 如如-假照實(shí)驗(yàn)原理不思索電源和安培表的假照實(shí)驗(yàn)原理不思索電源和安培表的內(nèi)阻及伏特表的分流作用時(shí)，就必需選用內(nèi)內(nèi)阻及伏特表的分流作用時(shí)，就必需選用內(nèi)阻小的電源和安培表及內(nèi)阻大的伏特表；阻小的電源和安培表及內(nèi)阻大的伏特表；2、準(zhǔn)確、準(zhǔn)確 安培表、伏特表在運(yùn)用時(shí)，要用盡能夠使指針安培表、伏特表在運(yùn)用時(shí)，要用盡能夠使指針接近滿刻度的量程，由于這樣可以減小讀數(shù)的接近滿刻度的量程，由于這樣可以減小讀數(shù)的誤差；誤差； 運(yùn)用歐姆表時(shí)宜選用使指針盡能夠指在中間刻運(yùn)用歐姆表時(shí)宜選用使指針盡能夠指在中間刻度附近的倍率檔位；由于高阻值區(qū)的刻度較密，度附近的倍率檔位；由于高阻值區(qū)的刻度較密，電阻值不易讀準(zhǔn)，誤差大，而接近零