资源简介

(共35张PPT)
幻灯片 1：课程标题
标题：21.2 广播、电视和移动通信
学科：物理
年级：九年级全一册（人教版）
前置关联：基于 21.1 电磁波的海洋中电磁波的传播与应用知识，聚焦电磁波在信息传递中的具体实现 —— 广播、电视和移动通信
幻灯片 2：教学目标
了解无线电广播的发射和接收过程，知道其信号传递的基本原理。
理解电视信号的发射与接收特点，能区分音频信号和视频信号的处理方式。
掌握移动通信的基本原理，知道基站在移动通信中的作用。
认识广播、电视和移动通信与电磁波的密切关系，了解现代通信技术的发展。
幻灯片 3：导入 - 信息传递的变革
生活体验：我们每天通过收音机听新闻、用电视看节目、用手机打电话，这些便捷的信息传递方式都依赖于电磁波的应用。
发展历程：从早期的有线电报，到无线电广播、电视的诞生，再到如今的移动通信和 5G 技术，信息传递的速度和方式不断革新。
核心问题：广播、电视和移动通信是如何利用电磁波传递声音和图像信息的？它们的工作过程有哪些异同？
幻灯片 4：无线电广播的发射过程
信号源：声音信号通过话筒转化为音频电信号（低频电信号），但音频电信号不能直接用来发射电磁波。
调制：将音频电信号加载到高频电磁波（载波）上，这个过程叫做调制。调制的目的是使低频信号能通过高频电磁波有效发射出去。
调幅（AM）：使高频电磁波的振幅随音频信号变化。
调频（FM）：使高频电磁波的频率随音频信号变化。
发射：调制后的高频信号通过发射天线发射到空中，形成无线电波。
幻灯片 5：无线电广播的接收过程
接收天线：接收空中传播的各种无线电波，产生感应电流。
调谐：通过收音机的调谐旋钮，选择特定频率的无线电波（即选台），使收音机内部电路的频率与所选电台的载波频率相同，实现谐振。
解调：从接收到的高频信号中取出音频电信号，这个过程叫做解调，与发射过程中的调制相反。
发声：音频电信号通过扬声器转化为声音，我们就听到了广播节目。
幻灯片 6：无线电广播的工作流程图
声音 → 话筒 → 音频电信号 → 调制器 → 高频载波信号 → 发射天线 → 无线电波
↓
声音 ← 扬声器 ← 音频电信号 ← 解调器 ← 调谐器 ← 接收天线 ← 无线电波
幻灯片 7：电视信号的发射
信号组成：电视信号包括音频信号（声音）和视频信号（图像）。
图像信号处理：
摄像机将图像转化为视频电信号（低频电信号）。
视频电信号与音频电信号分别通过调制器加载到高频电磁波上（通常使用不同的载波频率）。
发射过程：调制后的高频图像信号和音频信号通过同一副发射天线发射出去，电视信号的传播同样依靠无线电波。
幻灯片 8：电视信号的接收
接收天线：接收空中的电视信号，产生感应电流。
调谐与解调：电视机的调谐器选择特定频道的电视信号，通过解调器分别从中取出视频电信号和音频电信号。
显示与发声：
视频电信号通过显像管或液晶屏等转化为图像。
音频电信号通过扬声器转化为声音，实现图像和声音的同步播放。
幻灯片 9：电视信号的传播方式
地面广播：通过发射天线直接向周围空间发射电视信号，传播距离有限，受地形和建筑物影响较大。
卫星转播：电视信号通过地面发射站发送到通信卫星，卫星将信号放大后转发回地面，覆盖范围广，可实现远距离传播。
有线电视：通过光缆或同轴电缆传输电视信号，信号稳定，受外界干扰小，能提供更多频道和更高质量的节目。
幻灯片 10：移动通信的基本原理
定义：移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信方式，如手机通信。
信号载体：移动通信主要利用微波传递信号，因为微波频率高，信息容量大，适合传输语音和数据。
工作过程：手机既是发射台又是接收台，讲话时将声音转化为高频电信号发射出去，收听时接收对方发射的高频电信号并转化为声音。
幻灯片 11：基站的作用
信号中继：由于微波传播距离有限且沿直线传播，需要在一定区域内建设基站（信号塔），负责接收和发射信号，实现信号的接力传递。
覆盖区域：每个基站覆盖一定的区域（称为蜂窝小区），多个基站相互配合，形成覆盖广泛的通信网络，即蜂窝移动通信系统。
功能处理：基站还负责对信号进行处理、交换和路由，使移动用户之间能够建立通信连接，同时支持用户在不同基站覆盖区域间的切换（如手机在移动过程中通话不中断）。
幻灯片 12：移动通信的发展历程
1G：第一代移动通信技术，采用模拟信号，仅支持语音通话，通话质量差，保密性差，如早期的大哥大。
2G：第二代移动通信技术，采用数字信号，支持语音通话和短信服务，通话质量和保密性提升，如 GSM 网络。
3G：第三代移动通信技术，支持高速数据传输，可实现视频通话、移动互联网访问等，速率可达 2Mbps。
4G：第四代移动通信技术，速率大幅提升（可达 100Mbps 以上），支持高清视频、在线游戏等大数据量应用。
5G：第五代移动通信技术，具有高速率（10Gbps 以上）、低时延（毫秒级）、大连接的特点，支持虚拟现实、物联网、自动驾驶等新兴应用。
幻灯片 13：广播、电视与移动通信的异同
通信方式
信号类型
电磁波波段
主要功能
传播特点
无线电广播
音频信号
中波、短波、调频波段
传递声音信息
覆盖范围较广，受干扰较小
电视
音频 + 视频信号
微波、超短波
传递声音和图像信息
需同步传输音频和视频，对信号质量要求高
移动通信
语音 + 数据信号
微波
实现移动用户间的通信
依赖基站网络，支持移动中通信，覆盖灵活
幻灯片 14：电磁波在通信中的关键作用
信息载体：电磁波能够携带声音、图像、数据等各种信息，是现代通信的核心载体。
远距离传播：电磁波可以在真空中或空气中传播，且传播速度快（接近光速），能实现远距离快速通信。
多通道复用：不同频率的电磁波可以同时传播，互不干扰，因此可以同时传输多个广播节目、电视频道或通信信号。
幻灯片 15：通信技术中的信号处理
调制与解调：是所有无线电通信的核心环节，调制将低频信号加载到高频载波上，解调则从中提取低频信号，保证信息能有效传输和还原。
数字信号优势：现代通信多采用数字信号，相比模拟信号具有抗干扰能力强、保密性好、易于处理和存储等优点，如数字电视、4G/5G 移动通信。
信号加密：在移动通信和卫星通信中，对信号进行加密处理，防止信息被窃取，保障通信安全。
幻灯片 16：生活中的通信设备与电磁波
收音机：接收无线电广播信号（中波、短波、调频），将音频信号转化为声音。
电视机：接收电视信号，同时处理音频和视频信号，实现图像和声音输出。
手机：发射和接收微波信号，通过基站与其他手机或固定电话通信，支持语音、短信、上网等功能。
无线路由器：将有线网络信号转化为微波信号（Wi-Fi），供手机、电脑等设备无线连接互联网。
幻灯片 17：通信技术的未来发展
5G 与物联网：5G 技术的普及将推动物联网的发展，实现智能家居、智能交通、工业自动化等场景的大规模连接。
卫星互联网：通过发射大量低轨道卫星，构建全球覆盖的卫星互联网，实现偏远地区的高速上网和全球无缝通信。
量子通信：利用量子叠加和纠缠原理进行通信，具有绝对安全性，可应用于军事、金融等对安全性要求极高的领域。
幻灯片 18：课堂总结
无线电广播：通过调制将音频信号加载到高频电磁波发射，接收时经调谐、解调还原声音。
电视：同时发射音频和视频信号，接收后分别还原为声音和图像，传播方式包括地面广播、卫星转播和有线电视。
移动通信：以微波为载体，依靠基站实现移动用户间通信，经历了 1G 到 5G 的发展，功能不断增强。
核心基础：广播、电视和移动通信均依赖电磁波传递信息，调制、发射、接收、解调是共同的关键环节。
幻灯片 19：课后作业
完成课本练习题，描述无线电广播或电视信号的发射与接收过程。
实践观察：观察家中的收音机、电视机或手机，记录它们接收信号的方式（如天线类型）和可接收的频道 / 信号类型。
拓展思考：为什么在偏远山区或地下室，手机信号往往较弱？结合基站和电磁波传播特点解释。
资料收集：了解 5G 技术与 4G 技术相比，在通信速度、延迟等方面有哪些提升，列举 5G 在生活中的具体应用场景。
2024人教版版物理九年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
21.2广播、电视和移动通信
第二十一章 电磁波及其应用
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
我们几乎每天都要听广播、看电视、打电话，那这些图像和声音是怎样传过来的？
广播电台
主要由三部分组成：话筒、调制器、天线。
1. 信号的发射——广播电台完成
一、无线电广播信号的发射和接收
话筒
天线
一、无线电广播信号的发射和接收
（1）话筒、调制器与天线的主要作用
高频振荡器
产生高频电流
调制器把音频电流
加载到高频电流上
且进行放大
话筒把声音信号转换成电信号（音频电流）
天线把载有音
频电流的电磁
波发射出去
（2）归纳：无线电广播信号的发射过程
类似于信鸽
的放飞
一、无线电广播信号的发射和接收
2. 信号的接收——收音机完成
（1）选台
为接收在空间传播的无线电波，收音机使用天线进行接收。但由于天线没有选择性，能接收传播过来的所有电磁波，如把天线接收的电磁波全部变成声音，那只是一片嘈杂声，什么也听不清。
利用收音机的“调谐器”，可以选出我们需要的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台（调谐）。
（2）解调
由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“解调器”将其滤去，把音频信号留下。
一、无线电广播信号的发射和接收
（3）放大
把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。　　
（4）扬声器把音频信号转换为声音信号。　　　
天线
扬声器
选台和解调器
一、无线电广播信号的发射和接收
归纳：无线电波接收与还原过程
一、无线电广播信号的发射和接收
天线接收
电磁波
3. 扩展性实验 ——电磁波的发射与接收
电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。
一、无线电广播信号的发射和接收
如图所示，电磁波发射器可以发射不同频率的电磁波，接收器接收到电磁波信号后，通过传感器、采集器将电磁波信号输入到计算机，我们就可以在计算机屏幕上观察到电磁波信号。
连接好装置，把发射器置于载波挡，转动发射器上的旋钮，改变发射器发出的电磁波的频率，观察信号的变化；再把发射器置于调制挡，观察调制后的波形。
电视用电磁波传递图像信号和声音信号。声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似。
二、电视的发射和接收
学校的电视演播室
中央电视台演播室
摄像机把图像信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。
由电视台完成
二、电视的发射和接收
1. 电视信号的发射
发射机
高频信号
电信号
声音
图像
高频振荡器
放大器
电视信号的发射过程
二、电视的发射和接收
电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。
由电视机完成
二、电视的发射和接收
2. 电视信号的接收
扬声器—
输出音频信号
天线—接收包含声、
像信息的高频信号
接收机—取出并放大
图像和音频电信号
显示器—
复原图像信号
电视信号的接收过程
二、电视的发射和接收
A
三、移动电话
移动电话是靠空间的电磁波来传递信息的。
移动电话既是无线电发射台，也是无线电接收台（发射接收二合一） 。它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
1. 移动电话的工作原理
A
三、移动电话
（1）优点
移动电话的体积很小，使用方便，使用半径大，不需要电话线。
（2）缺点
只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。
2. 移动电话的优点与缺点
A
三、移动电话
移动电话的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台，跟电话交换机相连。城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基地台的天线。
3. 基地台
基地台的天线
4. 移动电话通话过程
固定电话
中心站
　　手机和手机通过基地台进行通话
手机和座机借助基地台进行通话
手机乙
手机甲
基地台
基地台
三、移动电话
有一种可移动的电话叫无绳电话，座机和手机之间没有电话线，但各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。无绳电话的主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。手机不能离主机太远，工作区域大约在几十米到几百米的范围内。
5. 无绳电话
三、移动电话
6. 广播、电视、移动电话信号传递的异同
项目 广播 电视 移动电话
不同点 信号形式 声音信号 声音信号和 图像信号 各种形式的信号
载波特点 频率最小 频率最小 频率最大
发射和 接收设备 广播电台发射、 收音机接收 电视台发射、 电视机接收 移动电话发射、接收，基地台转接
相同点 载体 电磁波 发射过程 信号转换→调制→天线发射 接收过程 天线接收→调谐→解调 三、移动电话
（1）音频信号
由声音转换成的电信号，它的频率跟声音的
频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。
（2）视频信号
由图像转换成的电信号，它的频率
在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。
（3）射频电流
音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差，需要把它们加载到频率更高的电流上，产生电磁波发射到天空中，这种电流叫做射频电流。
7. 音频、视频、射频和频道
音频、视频和射频
的比较（示意图）
三、移动电话
观看数字光碟DCD时不需要把信号发射到天空，可以直接把音频信号和视频信输给电视机，这时就要分别把DCD机送来的音频、视频信号接到电视机上标着A、V字母的插口上。
（4）频道
不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；这一个个不同的频率范围就叫做频道。
三、移动电话
1. 如图甲是无线电广播信号的______过程，其
中元件 是______；如图乙是无线电广播信号的______过程，
其中元件 是________。
发射
话筒
接收
扬声器
返回
2. 如图所示是电视广播中图像信号的传播过程。
（1）摄像机把图像变成________。
（2）发射机把________加载到频率很高的电流上，通过
__________发射到空中。
电信号
电信号
发射天线
（3）电视机的接收天线接收到带有____信号的________，通
过电视机把图像信号取出并放大，由________把它还原成图像。
电
电磁波
显示器
返回
3. 下列关于手机的说法正确的是( )
C
A. 手机只是无线电发射台
B. 手机只是无线电接收台
C. 手机既能发射无线电信号，又能接收无线电信号
D. 两个手机之间可以直接通话，不需要通过基地台
返回
4. 观众在家中选择不同频道观看电视直播时，实际上是在改
变( )
D
A. 电视台发射的电磁波的波速
B. 电视机接收的电磁波的波速
C. 电视台发射的电磁波的频率
D. 电视机接收的电磁波的频率
返回
5. 电视信号包含图像信号和声音信号，电视信号从电视台发
射机到电视接收机的传递过程中，下列说法正确的是( )
D
A. 声音信号是加载在电流上的，图像信号是加载在电磁波上的
B. 图像信号是加载在电流上的，声音信号加载在电磁波上的
C. 声音信号和图像信号都是加载在电流上的
D. 声音信号和图像信号都是加载在电磁波上的
【点拨】电视的声音信号和图像信号都是依靠电磁波来进行
传递的。
返回
6.手机是一种集成度很高的可接收和发射高频无线电波的高
精密微型电器。手机的通信方式如图所示。
（1）当使用手机通话，人对着话筒讲话时，手机天线作为
______天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为
______天线使用。（均填“发射”或“接收”）
发射
接收
（2）在乘坐飞机时，乘客需要将手机关机或调成飞行模式，
请简述其原因。
【解】避免手机发出的无线电波干扰飞机的通信和导航设备。
（合理即可）
返回
一、无线电广播信号的发射和接收
天线取出特定
频率的信号
四、课堂总结（1）
二、电视的发射和接收
话筒把音频信号转换为电信号，摄像机把图像信号转换成电信号，调制器把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。
天线接收包含声、像信息的高频信号，解调器取出并放大图像和音频电信号，显示器复原放大图像信号，音频放大器将音频电信号放大并输出。
四、课堂总结（2）
三、移动电话的工作原理
移动电话既是无线电发射台，也是无线电接收台（发射接收二合一） 。
它通过电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
四、课堂总结（3）
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

展开更多......

收起↑