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无线电波的发射和接收 教学目标 了解有效发射电磁波的两个条件，了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振的概念及相互关系，能解释无线电波的发射、接收过程。 了解电视广播的发射和接收的原理与过程。 领会高频电磁波在无线电波发射与接收过重中的重要作用 教学重点： 1. 了解有效发射无线电波的条件。 2. 了解无线电波的发射和接收过程。 教学难点： 1.了解无线电波的发射和接收过程。
教学过程
知识回顾 1、LC振荡电路的周期与哪些因素有关？具体的表达式是什么？ 2、电磁场理论是谁先提出来的？又是谁证实了电磁场理论？ LC振荡电路的周期与电容器的电容、电感器的自感系数有关，表达式是 麦克斯韦首先提出了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁场理论 新知探究 当你在和朋友通过手机聊天的时候，朋友在很远的地方说话，声音却是从手机里传出来；你用手机看视频的时候，视频从网络服务器传到你的手机上；中央台的春节联欢晚会，你在电视机前观看，现场各种摄像机拍摄的画面不停的传到电视机上……这些声音、画面是通过什么方式从遥远的地方传过来的呢？ 要了解这些声音、画面等是如何能在这么远距离传播的，我们首先得知道他们传播的载体是什么。 话筒、摄像机可以利用各种传感器将声音、画面转换成幅度、频率、相位变化的电信号，这些信号再通过某种方式传播到接收者这边，接收者需要有一些设备将这些电信号再转换成声音、图像，就可以听到声音、看到画面了。 那么这些信号是如何能够传播这么远距离的呢？这节课我们一起来学习无线电波的发射和接收。 一、无线电波的发射 1、什么是无线电波呢？ 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，所以无线电波就是一种电磁波 2、无线电波是如何能发射出去的？ 在普通的 振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内相互转化，辐射出去的能量很少，不能有效地发射电磁波。怎样才能有效的发射电磁波呢？ 有效发射电磁波的条件 第一，要有足够高的振荡频率。振荡电路向外界辐射能量的本领，与振荡频率密切相关。频率越高，发射电磁波的本领就越大。 第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。 可以通过改造LC震荡电路来实现电磁波的发射。将电容器两个极板拉开，增大板间距，减小正对面积，从而使电场和磁场扩展到外部空间去。 实际应用 二、信号的调制 1、能否将各种信号直接发射出去？ 信号所包含的消息比较复杂，有时候不满足发射的条件，不适合直接发射 2、如何将信号装载到高频电磁波上？ 调制：使载波随各种信号而改变的技术 ①调幅：使高频电磁波（载波）的振幅随信号的强弱而变，用AM表示 ②调频：使高频电磁波（载波）的频率随信号的强弱而变。用FM表示 三、无线电波的接收 1.接收原理和设备 ①原理:电磁感应现象，导体遇到电磁波会产生感应电流。 ②设备：接收天线 思考：空间中充满各种电磁波，如果都接收下来，必然是一片混乱，这就要设法使我们所想接收的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。如何实现筛选呢？（提示：根据振荡电路频率的影响因素，结合共振原理猜测） ③筛选信号装置：调谐电路 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。这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振 四、解调：还原声音和图像信号 解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来 五、电视广播的发射和接收 1.电视信号的采集过程与发射 2.电视信号的主要传播方式 3.电视信号的接收 六、课堂训练 1．关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（　　） A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程 B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波 C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强 D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 2．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz，则（　　） A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播的更快 B．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 C．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象 D．5G信号是横波，4G信号是纵波 3．电磁波已广泛运用与很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是（　　） A．电磁波不能产生衍射现象 B．常用的遥控器通过紫外线脉冲信号来遥控电视机 C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D．不同频率的光在真空中传播的速度不同 4．出海捕鱼的渔船，船长会通过海事对讲机电台来与甲板上的船员沟通，在这个过程中需要使海事对讲机接收频率与电台频率相同，船员才能用海事对讲机接收信号，与此过程原理相似的是（　　） A．乐器利用共鸣腔提高声音的响度 B．调节共振筛的振动频率，以较小的驱动力驱动质量较大的筛箱 C．在较空旷地方高声喊，能听到回声 D．在大厦底部安装阻尼器以减小大风天气时大厦的晃动幅度 5．电视机的室外天线能把电信号接收下来，原因是（　　） A．天线处于变化的电磁场中，产生的电流输送给LC回路 B．天线只处于变化的电场中，产生的电流输送给LC回路 C．天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电台信号不接收 D．天线将电磁波传输到电视机内 6.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，如果要接收到这个电台的信号，应该采取的措施是（　　） A．增大调谐电路中线圈的匝数 B．加大电源电压 C．增加调谐电路中的电容 D．将线圈中的铁芯抽出 7.．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（　　） A．4G信号是纵波，5G信号是横波 B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象 D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小 七、小结

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