资源简介

(共25张PPT)
第二十一章 电磁波及其应用
第2节 广播、电视和移动通信



素养目标
1.让学生初步建立起电磁波传播、信号调制与解调、以及移动通信技术的基本概念框架，理解广播、电视和移动通信的工作原理。
2.进一步培养学主运用物理知识分析和解决实际问题的能力，强化逻辑推理和批判性思维。
3.通过实验和探究活动，提升学生的动手能力和实证研究素养。
4.激发学生科技创新的兴趣，培养社会责任意识，强调通信技术对社会的积极影响。
创设情景，引入新课
我们打开电视机，听到的声音、看到的图像都是通过电磁波传来的；我们用智能手机浏览网页、打电话，也是靠电磁波来传递各种信息的。电磁波在信息的传递中扮演着非常重要的角色。这些信息是怎样被发射和接收的呢？
发射电磁波的中央电视塔
无线电广播信号的发射和接收
1. 信号的发射——广播电台完成
主要由三部分组成：话筒、调制器、天线。
（1）话筒、调制器与天线的主要作用
话筒把声音信号转换成电信号（音频电流）
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
天线把载有音频电流的电磁波发射出去
话筒把声音信号转换成电信号（音频电流）
调制器把音频电流加载到高频电流上且进行放大
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
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。
（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　　
归纳：无线电波接收与还原过程
天线接收电磁波
取出特定频率的信号
从信号中分离出音频信号
把音频信号放大送到扬声器
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。
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。
视频演示—《实验—电磁波的发射与接收 》
电视信号的发射和接收
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。
中央电视台演播室
学校电视台演播室
1. 电视信号的发射
由电视台完成的任务
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。
电视信号的发射过程 ：
2. 电视信号的接收
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 的任务
电视信号的接收过程
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
扬声器—输出音频信
显示器—
复原图像信号
生活中常见的有线电视通过电缆等把电视节目传送到千家万户。
移动通信信号的发射和接收
手机已经很普及了。手机既是无线电发射台又是无线电接收台：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. 手机的工作原理
2. 手机的优点与缺点
（1）优点
手机的体积很小，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。
3. 基地台
珠穆朗玛峰上的5G基站
手机的体积很小，则发射功率不大；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。珠峰上的5G基站是全球海拔最高的5G（第五代移动通信技术）基站，实现了珠峰峰顶5G网络覆盖。现在智能手机的功能非常丰富，可以用来视频通话、浏览网页、举办网络会议，等等。
4. 手机通话过程
手机和座机借助基地台进行通话
手机和手机通过基地台进行通话
视频欣赏——《移动电话通话原理》
5.广播、电视、移动电话信号传递的异同
6.音频、视频、射频和频道
（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。
（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。
（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。
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。
课堂总结
1.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
课堂作业
A
2.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的
上，再通过
_______发射到空中去．
声音
电
调制器
电磁波
天线
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______ 。
图像
声音
电信号
发射天线
显像管
图像
下 课
Thanks!
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