第四章電磁振蕩與電磁波電磁波的發(fā)射與接收學(xué)習(xí)目標(biāo)21、知道有效發(fā)射無線電波的條件與方法2、知道電磁波的發(fā)射過程3、知道電磁波的接收過程我們能隨時(shí)看手機(jī)、電視以及收聽收音機(jī)，說明我們周圍存在著電磁波。通過之前的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了在普通的LC振蕩電路中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能主要是在電路內(nèi)互相轉(zhuǎn)化，會(huì)輻射電磁波，但輻射出去的能量很少，那我們?cè)鯓硬拍馨l(fā)射有效電磁波呢？又是如何有效的接收電磁波呢？一、無線電波的發(fā)射1.有效發(fā)射電磁波的條件和方法（1）有足夠高的振蕩頻率頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大，要發(fā)射電磁波，就需要用振蕩器產(chǎn)生很高頻率的電磁振蕩。電磁振蕩的頻率:要增大電磁振蕩的頻率，要減小電感L和電容C。①減小電容C：增大電容器極板間距離d、減少正對(duì)面積S；②要減小電感L：減少線圈的匝數(shù)。（2）開放電路（LC振蕩電路）振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去,因此采用開放電路。改造LC振蕩電路由閉合電路變成開放電路，振蕩電路變?yōu)槌蔀橐粭l導(dǎo)線開放電路開放實(shí)際應(yīng)用中的開放電路是由天線與地線和匝數(shù)很少的線圈組成的，對(duì)應(yīng)的L、C都很小，以滿足電磁波頻率高的條件。2.LC振蕩電路（開放電路）的實(shí)際應(yīng)用地線：線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫作地線；天線：線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。天線地線天線和大地構(gòu)成一個(gè)巨大的電容，無線電波就是通過天線和地線所組成的巨大開放電路發(fā)射出去的。引向天線拋物面天線問題：聲音、文字、圖象等轉(zhuǎn)變成電信號(hào)能直接發(fā)射嗎？怎么做才能發(fā)射出去？3.無線電波的調(diào)制為了傳送聲音、圖象等信號(hào)，首先要把傳遞的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。（1）載波：這種用來攜帶信號(hào)的高頻電磁波叫作載波。（2）調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制（進(jìn)行調(diào)制的裝置叫做調(diào)制器）。載波各種信號(hào)(3)調(diào)幅（AM）：使電磁波的振幅隨信號(hào)改變，頻率始終保持不變，如圖所示。調(diào)幅廣播(AM)一般使用中波和短波波段。(4)調(diào)頻（FM）：使電磁波的頻率隨信號(hào)而改變，如圖.調(diào)頻廣播(FM)和電視廣播都采用調(diào)頻的方法來調(diào)制；通常使用微波中的米波(VHF)和分米波(UHF)波段。演示：無線電波的發(fā)射無線電波的波段劃分長(zhǎng)波:波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。

長(zhǎng)波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過障礙物

（大山、高大建筑物……）長(zhǎng)波容易被電離層吸收；

短波容易被電離層反射；

微波容易穿過電離層。無線電波的各波段特征問題：電磁波的接收的原理和設(shè)備是什么？從諸多信號(hào)中把我們需要的信號(hào)篩選出來的電路是什么電路？其原理是什么？二、無線電波的接收②設(shè)備：接收天線①原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體遇到電磁波會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流魚骨天線衛(wèi)星接收天線各種信號(hào)接收電磁波后首先要從諸多的信號(hào)中篩選出自己想要的，這就要設(shè)法使我們所需的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。如何實(shí)現(xiàn)篩選呢？1.接收原理和設(shè)備2.調(diào)諧當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時(shí)，電磁波會(huì)使接收電路中產(chǎn)生電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振，使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫作調(diào)諧。與機(jī)械振動(dòng)中的共振現(xiàn)象類似。調(diào)諧電路f=f0當(dāng)接收電路的振蕩頻率等于某種電磁波的頻率時(shí)，就將這種電磁波接收下來。演示：電諧振現(xiàn)象3.解調(diào)和接收從高頻振蕩電流中把音頻信號(hào)還原出來的過程，是調(diào)制的逆過程，也叫檢波。這是原信號(hào)+載波解調(diào)調(diào)幅調(diào)頻（檢波）放大電路圖像（1）解調(diào)過程還原聲音和圖像信號(hào)（2）無線電的接收全過程調(diào)諧器解調(diào)器放大電路天線聲音三、電視廣播的發(fā)射和接收信號(hào)振蕩電流發(fā)射調(diào)諧電路檢波（解調(diào)）輸出調(diào)制無線電波的發(fā)射無線電波的接收①地面無線電傳輸②有線網(wǎng)絡(luò)傳輸：電纜、光纜③衛(wèi)星傳輸不同的傳播方式使用不同頻率范圍的電磁波，采取不同的調(diào)制方式。高頻電視信號(hào)的傳播方式：（有線電視）信號(hào)不受外界干擾，收視質(zhì)量更好電視廣播的發(fā)射和接收示意圖調(diào)諧接收天線解調(diào)圖像電信號(hào)聲音電信號(hào)顯示圖像放大器發(fā)出聲音有線傳輸光信號(hào)圖像電信號(hào)聲信號(hào)聲音電信號(hào)電視廣播的接收示意圖無線電波的發(fā)射和接收無線電波的發(fā)射條件有足夠高的振蕩頻率開放電路無線電波的調(diào)制調(diào)幅調(diào)頻無線電波的接收接收原理和設(shè)備調(diào)諧解調(diào)和接收電視廣播的發(fā)射和接收調(diào)制四、鞏固訓(xùn)練1.為了增大無線電臺(tái)向空間發(fā)射無線電波的能力，對(duì)LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采用下列哪些措施（）A．增大電容器極板的正對(duì)面積 B．增大電容器極板的間距C．增大自感線圈的匝數(shù) D．提高供電電壓【答案】B【解析】要增大無線電臺(tái)向空間發(fā)射電磁波的能力，必須提高其振蕩頻率，由

減小L和C可以提高f，要減小L可采取減少線圈匝數(shù)，向外抽出鐵芯的辦法，要減小C可采取增大極板間距、減小極板正對(duì)面積、減小介電常數(shù)的辦法。故選B。2.(多選)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.必須使用開放回路答案:ACD解析: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。3.在無線電廣播的接收中，調(diào)諧和解調(diào)是兩個(gè)必須經(jīng)歷的過程，下列關(guān)于接收過程的順序，正確的是（）A．調(diào)諧→高頻放大→解調(diào)→音頻放大B．解調(diào)→高頻放大→調(diào)諧→音頻放大C．調(diào)諧→音頻放大→解調(diào)→高頻放大D．解調(diào)→音頻放大→調(diào)諧→高頻放大【答案】A【解析】調(diào)諧是從眾多的電磁波中選出所需頻率的高頻信號(hào)，然后進(jìn)行高頻放大，再?gòu)姆糯蠛蟮母哳l信號(hào)中“檢”出高頻信號(hào)所承載的低頻聲音信號(hào)（解調(diào)），最后將這些低頻聲音信號(hào)放大后通過揚(yáng)聲器播放出來，綜上所述，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。4.(多選)關(guān)于電磁波的接收,下列說法正確的是(

)A.當(dāng)處于電諧振時(shí),所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流B.當(dāng)處于電諧振時(shí),只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流C.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流,再經(jīng)過耳機(jī)就可以聽到聲音了D.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流,再經(jīng)過解調(diào)、放大,通過耳機(jī)才可以聽到聲音答案:AD解析:當(dāng)處于電諧振時(shí),所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,只不過頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波,在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強(qiáng)。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流,要再經(jīng)過解調(diào)(也就是調(diào)制的逆過程)、放大,通過耳機(jī)才可以聽到聲音,故正確答案為A、D。5.(多選)關(guān)于電視信號(hào)的發(fā)射,下列說法正確的是(

)A.攝像管輸出的電信號(hào)可以直接通過天線向外發(fā)射B.攝像管輸出的電