物理 第四章 电磁波及其应用 第3讲 电磁波的发射和接收 新人教版选修11

第第3讲电磁波的发射和接收讲电磁波的发射和接收目标定位目标定位1.了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义含义.2.了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程.3.了解移动通信的基了解移动通信的基本过程本过程.了解基站的作用了解基站的作用.4.了解通信技术的发展对人类文明的促进作用了解通信技术的发展对人类文明的促进作用.一、无线电波的发射一、无线电波的发射1.进行无线电通信，需要发送和接收无线电波进行无线电通信，需要发送和接收无线电波._是发射和接收无线电波的必要设备是发射和接收无线电波的必要设备.2.进行无线电通信，首先要发射无线电波进行无线电通信，首先要发射无线电波.无线电发射机中有一个叫做无线电发射机中有一个叫做_的重的重要部件，它能产生频率很高的交变电流要部件，它能产生频率很高的交变电流.3.调制：把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变调制：把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变.调幅：是调幅：是_.调频：是调频：是_.天线天线振荡器振荡器使高频载波的振幅随信号改变使高频载波的振幅随信号改变使使高频载波的频率随信号改变高频载波的频率随信号改变想一想想一想为了使需要传递的音频信号载在电磁波上发射到远方，必须对高频交变为了使需要传递的音频信号载在电磁波上发射到远方，必须对高频交变电流进行什么操作？电流进行什么操作？答案答案调制调制.二、无线电波的接收二、无线电波的接收1.转动收音机的旋钮选择电台，实际上是在选择我们需要的电磁波，这在技术上叫做转动收音机的旋钮选择电台，实际上是在选择我们需要的电磁波，这在技术上叫做_.2.要得到所需的信息，必须从高频信号电流中把它们要得到所需的信息，必须从高频信号电流中把它们“取取”出来，也就是要进行出来，也就是要进行_.3.通过解调得到的信号，还要经过通过解调得到的信号，还要经过_.调谐调谐解调解调放大放大想一想想一想解调和调制有关系吗？解调和调制有关系吗？答案答案有有.解调是调制的逆过程解调是调制的逆过程.三、电视三、电视1.在电视发射系统中，首先由摄像机将来自景物的在电视发射系统中，首先由摄像机将来自景物的_转变为电信号转变为电信号.2.接收端收到信号后进行接收端收到信号后进行_，从中得到视频信号，并按，从中得到视频信号，并按_的方式让电子的方式让电子束在荧光屏上与它同步地扫描，于是在显像管中出现了与摄像管中束在荧光屏上与它同步地扫描，于是在显像管中出现了与摄像管中_的图像的图像.3.摄像机在摄像机在1 s内传送内传送_帧图像，电视接收机也以相同的速率在荧光屏上显现这些帧图像，电视接收机也以相同的速率在荧光屏上显现这些图像，由于画面更换迅速，眼睛又有图像，由于画面更换迅速，眼睛又有_作用，我们感觉到的是连续的活作用，我们感觉到的是连续的活动图像动图像.光光解调解调摄像管摄像管相同相同25视觉暂留视觉暂留想一想想一想电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢？电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢？答案答案电视信号要有效的发射出去，必须采用高频开放电路电视信号要有效的发射出去，必须采用高频开放电路.电磁波的波长比较短，电磁波的波长比较短，以直线传播为主，遇到障碍物会被阻挡，所以发射天线要架得高一些以直线传播为主，遇到障碍物会被阻挡，所以发射天线要架得高一些.四、移动通信四、移动通信1.每个移动电话机都是一个每个移动电话机都是一个_，同时又是一个，同时又是一个_.2.当手持移动电话与其他用户通话时要靠较大的固定无线电台转接当手持移动电话与其他用户通话时要靠较大的固定无线电台转接.这种固定的无这种固定的无线电台叫做基站线电台叫做基站.电磁波发射器电磁波发射器电磁波接收器电磁波接收器想一想想一想两个人在同一地点用手机通话时，信号是直接相互传播的吗？两个人在同一地点用手机通话时，信号是直接相互传播的吗？答案答案两个人在同一地点用手机通话时，信号也要通过附近的基站传到总机，总两个人在同一地点用手机通话时，信号也要通过附近的基站传到总机，总机对信号处理后再传给基站发射出来，由另一手机接收机对信号处理后再传给基站发射出来，由另一手机接收.不过此时两手机共用一个不过此时两手机共用一个基站基站.一、无线电波的发射一、无线电波的发射技术上把波长大于技术上把波长大于1 mm(频率低于频率低于300 GHz)的电磁波称为无线电波的电磁波称为无线电波.按波长常把无按波长常把无线电波分为若干波段，各个波段有其不同的主要用途线电波分为若干波段，各个波段有其不同的主要用途.1.载波：载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图像等信息的，叫做载波振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图像等信息的，叫做载波.把要传递的信息加到载波上并发射出去，信息就可以传到远方把要传递的信息加到载波上并发射出去，信息就可以传到远方.2.调制：调制：把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变，这种技术叫做调制把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变，这种技术叫做调制.调制的两种方式：调制的两种方式：(1)调幅调幅(AM)：使高频载波的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，如图：使高频载波的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，如图431所示所示.图图431(2)调频调频(FM)：使高频载波的频率随信号改变，这种调制方式叫做调频，如图：使高频载波的频率随信号改变，这种调制方式叫做调频，如图432所示所示.调频波的振幅不变，抗干扰的能力比较强，传递过程中的失真比较小调频波的振幅不变，抗干扰的能力比较强，传递过程中的失真比较小.图图4323.有效发射电磁波的两个条件有效发射电磁波的两个条件(1)电磁波频率要足够高，振荡频率越大，发射电磁波的本领越大电磁波频率要足够高，振荡频率越大，发射电磁波的本领越大.(2)必须采用开放电路，使振荡电路的电场和磁场尽可能地分散到大的空间必须采用开放电路，使振荡电路的电场和磁场尽可能地分散到大的空间.【例【例1】关于电磁波的调制技术，下列说法不正确的是】关于电磁波的调制技术，下列说法不正确的是( )A.使高频载波的振幅随信号改变的调制叫做调幅使高频载波的振幅随信号改变的调制叫做调幅B.使高频载波的频率随信号改变的调制叫做调幅使高频载波的频率随信号改变的调制叫做调幅C.中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式D.调幅波的优点是抗干扰能力强，传递过程中失真比较小调幅波的优点是抗干扰能力强，传递过程中失真比较小解析解析调幅是使高频载波的振幅随信号改变，所以调幅是使高频载波的振幅随信号改变，所以B项不正确；调频波的振幅不项不正确；调频波的振幅不变，抗干扰能力比较强，传递过程中失真比较小，所以变，抗干扰能力比较强，传递过程中失真比较小，所以D项不正确项不正确.答案答案BD针对训练针对训练1关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是()A.必须对信号进行调制必须对信号进行调制B.必须使信号产生电谐振必须使信号产生电谐振C.必须把传输信号加到高频电流上必须把传输信号加到高频电流上D.必须使用调幅的方法必须使用调幅的方法解析解析电磁波的发射过程中，为了将低频信号发射出去，一定要对发射的电磁信电磁波的发射过程中，为了将低频信号发射出去，一定要对发射的电磁信号进行调制，调制的方法有两种，一是调幅、二是调频，故号进行调制，调制的方法有两种，一是调幅、二是调频，故A、C正确正确.答案答案AC二、无线电波的接收二、无线电波的接收1.在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波.2.通过电谐振实现信号选择通过电谐振实现信号选择(1)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同时，接收电路中电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振；产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振；(2)调谐：使接收电路发生电谐振的过程叫调谐调谐：使接收电路发生电谐振的过程叫调谐.能够调谐的接收电路叫做调谐电路能够调谐的接收电路叫做调谐电路.3.通过解调获取信号通过解调获取信号(1)解调：从高频振荡中解调：从高频振荡中“检出检出”所携带的信号，叫做解调；所携带的信号，叫做解调；(2)解调是调制的逆过程解调是调制的逆过程.【例【例2】电视机换台时，实际上是在改变电视机换台时，实际上是在改变()A.电视台的发射频率电视台的发射频率B.电视机的接收频率电视机的接收频率C.电视台发射的电磁波的波速电视台发射的电磁波的波速D.电视机接收的电磁波的波速电视机接收的电磁波的波速解析解析电视机接收电磁波是利用的电磁波的频率不同，收看的电视频道不同，所电视机接收电磁波是利用的电磁波的频率不同，收看的电视频道不同，所以改变的是电视机的接收频率以改变的是电视机的接收频率.答案答案B针对训练针对训练2从调谐电路接收到的高频振荡电流中还原出声音信号的过程是从调谐电路接收到的高频振荡电流中还原出声音信号的过程是( )A.调谐调谐 B.解调解调 C.调频调频 D.调幅调幅答案答案B