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第二十一章 信息的传递
第二十一章 信息的传递
第3节 广播、电视和移动通信
雄伟的长城，绵延万里，蜿蜒起伏，或翘首于峰巅之上，或俯身于峡谷之中。古代的士兵夏季顶着烈日，冬季冒着严寒，在古老的长城上抵御着敌人的侵略。
遇到大规模的入侵时，士兵们常在“烽火台”上点起烟火，向远处的同伴们传递“敌人来犯”的消息。有时候，还可以传递更为确切的信息，如“寇不满五百，放烽一炬；五百以上，放三炬；千骑以上，放四炬”。
古代人用烽火传递信息，我们现代人用哪些方法传递信息？你知道这些方法的基本原理吗？
1. 无线电广播信号的发射和接收
2. 电视的发射和接收
3. 移动电话
学习内容导览
第3节 广播、电视和移动通信
学习目标
1. 了解无线电广播的大致工作过程。
2. 大致了解电视的工作原理。
3.了解移动电话是怎样工作的。
第3节 广播、电视和移动通信
我们的生活中已经离不开广播、电视和移动电话，它们是现代无线电通信技术在生产技术和社会生活中的重要应用。
我们几乎每天都要听广播、看电视、打电话，这些图像和声音是怎样传过来的？
第3节 广播、电视和移动通信
一、无线电广播信号的发射和接收
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的发射和接收
三、移动电话
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第3节 广播、电视和移动通信
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。
【例题1】转动收音机调谐器的旋钮是为了（ ）
A. 选定某一频率的电台信号
B. 调节收音机的音量
C. 把音频信号转换成声音
D. 把声音信号从高频调制信号中检出来
转动收音机调谐器的旋钮是为了从接收的电磁波中，选出需要的某一频率的电磁波。
故选A．
A
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的
发射和接收
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的发射和接收
三、移动电话
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第3节 广播、电视和移动通信
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
【例题2】电视用_______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。图像信号的发射和接收工作过程：________把图像变成电信号，_______把电信号加载到频率很高的电流上，通过________发射到空中；电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由_______把它还原成图像。
根据电磁波的知识可知，电磁波被广泛应用于的信息的传递，所以，电视就是用电磁波传递图像信号和声音信号。
根据图像信号的发射和接收工作过程的知识可知，摄像机利用光电转换装置把图像变成电信号，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。
根据电视机接收的知识可知，电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显示器件把它还原成图像。
电磁波
发射机
摄像机
显示器
发射天线
二、电视的发射和接收
三、移动电话
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的发射和接收
三、移动电话
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第3节 广播、电视和移动通信
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
【例题3】关于移动电话，下列说法中正确的是（ ）
A．移动电话与固定电话的工作原理完全一样
B．移动电话只能作为接收机使用
C．移动电话既是发射机，又是接收机
D．移动电话发出的信号不能在真空中传播
移动电话与固定电话的工作原理基本一样，只是声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台接收。故选C。
C
三、移动电话
四、课堂总结
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的发射和接收
三、移动电话
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第3节 广播、电视和移动通信
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）
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的发射和接收
三、移动电话
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第3节 广播、电视和移动通信
五、动手动脑学物理
五、动手动脑学物理
1. 小晶用收音机收听中央人民广播电台1008 kHz频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音。问：
（1）在该时刻，射频电流的频率是多少、音频电流的频率是多少？
（2）此时收音机接收到空中电磁波的频率是多少？
（1）中央人民广播电台1008kH频道，所以，在该时刻电磁波的射频电流的频率是1008kHz；听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音，则音频电流的频率为440Hz。
（2）收音机也要收到电磁波，则必须调节本身的接收频率和电磁波的频率一样，故此时收音机接收到电磁波频率为1008kHz。
五、动手动脑学物理
2. 张伟和刘浩都在北京工作，用的是北京的手机号。他们同时出差来上海，在上海他们用手机通话时，为什么通话费就高了很多？请从“移动电话的工作方式”进行回答。
手机的通讯，不是简单地从一部手机到另一部手机，而是手机1通过电磁波传递信息到最近的基地台1，再由基地台1传输到离手机2最近的基地台2，最后由基地台2将信息传递给手机2，故张伟和刘浩二人在上海通话时，信息需要通过电磁波传递回北京基地台，然后再传递到上海的基地台，距离远，过程复杂，所以通话费就高了。
一、无线电广播信号的发射和接收
二、电视的发射和接收
三、移动电话
四、课堂总结
五、动手动脑学物理
六、课堂练习
本节课学习流程
第3节 广播、电视和移动通信
六、课堂练习
1．在广播电台，话筒把播音员的_____信号转换成_____信号，然后用_______把音频信号加载到高频_______上，再通过_______发射到空中去．
在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后用调制器把这些信号由高频振荡的电磁波，再通过天线向周围空间传播．所以，在广播电台，话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后通过调制器把电信号加载到高频电磁波上，再通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去．
六、课堂练习
天线
声音
电
调制器
电磁波
2. 如图所示，请在图中无线电广播的接收过程图的空格中填入恰当的器材和元件名称。
发射：话筒把声音信号转换成音频电信号；通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上；通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去．
接收：天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；从高频电磁波通过检波器取出音频电信号，放大后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音．
六、课堂练习
3．电视用电磁波传递______信号和______信号。摄像机把图像变成______，发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上，通过_________发射到空中；电视机接收并把这样的高频信号取出来并放大，由________把它还原成______ 。
发射天线
六、课堂练习
图像
声音
电信号
电视是用电磁波传递图像信号和声音信号的。
摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上，通过发射天线发射到空中。
电视机把接收到的高频信号取出来并加以放大，再传输给显像管，由显像管把它还原成图像。
显像管
图像
4. 车载GPS 导航仪是通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车的准确位置，并在电子地图上显示出来（如图），为汽车驾驶员导航。下列说法正确的是（ ）
A．导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息
B．导航仪上的移动电话是通过电流传递信息
C．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
D．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢
车载GPS 导航仪是通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车的准确位置，并在电子地图上显示出来，为汽车驾驶员导航。 导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息。所以选A.
A
六、课堂练习
5．随着5G预商用的时间议程日益临近，各大运营商纷纷布局5G网络，抢滩应用市场，5G手机是通过________来传递信息；其在真空中传播速度是________m/s。如图所示，是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，其中频率最低的是______信号。
3.0×108
六、课堂练习
音频
电磁波
5G手机是通过电磁波来传递信息的。
电磁波在真空中传播速度与光速相等，即3.0×108 m/s。
频率是指物体在1s内振动的次数，即是描述振动快慢的物理量，由图可知，在相同时间里，音频信号振动次数最少，即频率最低的是音频信号。
6．关于广播、电视、移动电话的信息发射和接收过程，下列说法错误的是（ ）
A．它们都是靠电磁波传递信息的
B．在发射时，它们都要把电信号加载到高频电磁波上
C．它们都只有接收功能，没有发射功能
D．移动电话既有接收功能，又有发射功能
C
A．由于电磁波可以在真空中传播，所以生活中的广播、电视、移动电话都是靠电磁波传递信息的，故A正确，不符合题意；
B．在发射时，音频信号和视频信号都是不能直接发射的，故都需要将这些信号通过调制器加载在高频电磁波上才能发射，故B正确，不符合题意；
C．无线广播、电视、移动电话既有接收功能，又有发射功能，故C错误；
D．对于移动电话，既可以发射信号，又可以接收信号，故既是电磁波的发射台，又是电磁波的接收台，故D正确，不符合题意．
六、课堂练习
所以选C.

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