高中物理 3.3 電磁波的發(fā)射、傳播和接收課件 粵教版選修3-4.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,一、模仿赫茲實(shí)驗(yàn) 1.赫茲的實(shí)驗(yàn):赫茲利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,證實(shí)了電磁波的存在。 2.無線電波:在無線電技術(shù)中使用的電磁波。,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,二、電磁波的發(fā)射 1.要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具備兩個(gè)特點(diǎn):第一,要有足夠高的振蕩頻率,頻率越高,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。第二,應(yīng)采用開放電路,振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到足夠大的空間。 2.開放電路:實(shí)際的開放電路,線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連,這條導(dǎo)線叫做地線,線圈的另一端高高地架在空中,叫做天線。 3.無線電技術(shù):在發(fā)射電磁波前,應(yīng)將需要傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換成電信號(hào)“加載”在高頻振蕩電流上,這個(gè)過程叫做調(diào)制。調(diào)制常用的方法有兩種,一種是調(diào)幅,使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變;另一種叫調(diào)頻,使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化。,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,三、電磁波的傳播 1.無線電波的傳播方式:天波、地波和直線傳播。 2.天波傳播:利用大氣中的電離層的反射來傳播無線電波的方式。無線電波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易被電離層反射,但同時(shí)也越容易被電離層吸收。 3.地波傳播:沿地球表面?zhèn)鞑o線電波的方式。無線電波的波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易繞過地面的障礙物。 4.直線傳播:沿直線傳播無線電波的方式。,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,5.不同波段電磁波傳播的方式及其應(yīng)用:,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,四、無線電波的接收 1.接收原理:電磁波能使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以導(dǎo)體可用來接收電磁波,這個(gè)導(dǎo)體就是接收天線。 2.選臺(tái):在我們周圍空間彌漫著許多不同頻率的電磁波,從中把需要的選出來,就叫做選臺(tái)。 3.調(diào)諧:當(dāng)接收電路的固有頻率被調(diào)到與需要接收的電磁波的頻率相同時(shí),這個(gè)頻率的電磁波就在接收電路里激起最強(qiáng)的振蕩電流,這個(gè)過程叫做調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。 4.檢波:從高頻振蕩電流中“檢”出它所攜帶的低頻信號(hào)電流的過程。檢波是調(diào)制的逆過程,所以又叫解調(diào)。,,,,,,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一、電磁波的發(fā)射 1.實(shí)際的開放電路由天線、線圈和地線組成,天線相當(dāng)于電容器的一個(gè)極板,大地是另一個(gè)極板,這樣做一方面滿足開放的條件,讓電場(chǎng)和磁場(chǎng)盡可能地分散到更大的空間,另一方面使電容器的電容非常小,可以做到高頻率。 2.不同電磁波頻率不同。聲音、圖象信號(hào)的頻率很低,不能直接發(fā)射出去,只有把聲音、圖象的低頻信號(hào)加到高頻電磁波上才能向外發(fā)射,高頻電磁波帶著低頻信號(hào)向外發(fā)射,電磁波隨著各種信號(hào)而改變。 3.不同電磁波采用不同的調(diào)制方式: (1)一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖象信號(hào)采用調(diào)幅波。 (2)電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)采用調(diào)頻波。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,在發(fā)射電磁波時(shí)為什么要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制? 答案:聲音、圖象信號(hào)的頻率很低,不能直接發(fā)射出去,只有把聲音、圖象的低頻信號(hào)加到高頻電磁波上才能向外發(fā)射,高頻電磁波帶著低頻信號(hào)向外發(fā)射,電磁波隨著各種信號(hào)而改變。同時(shí),用不同的頻率的載波發(fā)射信號(hào),也便于接收機(jī)的調(diào)諧接收。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 (多選)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( ) (導(dǎo)學(xué)號(hào)51150047) A.增大電容器兩極板間的距離 B.使電容器兩極板的正對(duì)面積足夠大 C.盡可能使電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散開 D.增大回路中的電容和電感 解析:要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng),應(yīng)從兩個(gè)方面考慮,一是提高振蕩頻率,二是使電場(chǎng)和磁場(chǎng)盡可能地開放,所以選項(xiàng)C正確;由 可知,當(dāng)增大電容器兩極板間的距離時(shí),C變小,f增大,選項(xiàng)A正確;使電容器兩極板的正對(duì)面積變大,C變大,f變小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;增大回路中的L、C,f變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:AC,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,(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:該題考查電磁波的發(fā)射過程。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三項(xiàng)正確。而產(chǎn)生電諧振的過程是在接收電路,B項(xiàng)不正確。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,二、無線電波的接收 1.通過電諧振來選臺(tái): (1)電諧振:當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象,類似于機(jī)械振動(dòng)中的共振。 (2)調(diào)諧:使接收電路發(fā)生電諧振的過程。 (3)通過解調(diào)獲取信號(hào)。 解調(diào):把聲音或圖象等信號(hào)從高頻振蕩電流中還原出來的過程。 2.無線電波的接收:天線接收到的所有的電磁波,經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波,再經(jīng)解調(diào)取出攜帶的信號(hào),放大后再還原成聲音或圖象的過程。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】 某收音機(jī)接收電路的電感為L(zhǎng)=10-3mH,為了接收波長(zhǎng)為500 m的電磁波,其電容器的電容C應(yīng)調(diào)到多少? (導(dǎo)學(xué)號(hào)51150048) 解析:該電磁波的頻率為 那么該電路的固有頻率也應(yīng)調(diào)到f 代入數(shù)據(jù)得C=7.0410-2μF。 答案:7.0410-2 μF,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,(多選)如圖甲所示為一個(gè)調(diào)諧電路,圖乙(a)、(b)、(c)為電路中的電流隨時(shí)間變化的圖象,則( ) (導(dǎo)學(xué)號(hào)51150049) 甲 乙,A.i1是L1中的電流圖象 B.i1是L2中的電流圖象 C.i2是L2中的電流圖象 D.i3是流過耳機(jī)的電流圖象,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,答案:ACD 解析:由于電磁感應(yīng),L2中產(chǎn)生的感應(yīng)電流圖象同(a)圖相似,但是由于L2和D串聯(lián),所以當(dāng)L2的電壓與D反向時(shí),電路不通,因此這時(shí)L2中的電流圖象應(yīng)是(b)圖,耳機(jī)接收到的信號(hào)應(yīng)是解調(diào)后的信號(hào)。選項(xiàng)A、C、D正確。,