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第四章　电磁振荡与电磁波
电磁波的发射与接收
18
精彩动图
18学习目标1、知道有效发射无线电波的条件与方法2、知道电磁波的发射过程3、知道电磁波的接收过程一　无线电波的发射
二　无线电波的接收
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三　电视广播的发射和接收
四　巩固训练
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我们能随时看手机、电视以及收听收音机，说明我们周围存在着电磁波。通过之前的学习，我们已经知道了在普通的LC 振荡电路中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，会辐射电磁波，但辐射出去的能量很少，那我们怎样才能发射有效电磁波呢？又是如何有效的接收电磁波呢？
一、无线电波的发射
1.有效发射电磁波的条件和方法
（1）有足够高的振荡频率
频率越高，发射电磁波的本领就越大，要发射电磁波，就需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡。
电磁振荡的频率:
要增大电磁振荡的频率，要减小电感 L和电容 C。
①减小电容 C：增大电容器极板间距离d、减少正对面积S；
②要减小电感 L：减少线圈的匝数。
（2）开放电路（LC振荡电路）
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,因此采用开放电路。
改造LC振荡电路
由闭合电路变成开放电路，振荡电路变为成为一条导线
开放电路
开放
开放
实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的，对应的L、C都很小，以满足电磁波频率高的条件。
2.LC振荡电路（开放电路）的实际应用
地线：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；
天线：线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。
天线
地线
天线和大地构成一个巨大的电容，无线电波就是通过天线和地线所组成的巨大开放电路发射出去的。
引向天线
抛物面天线
问题：声音、文字、图象等转变成电信号能直接发射吗？怎么做才能发射出去？
3.无线电波的调制
为了传送声音、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。
（1）载波：这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。
（2）调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制（进行调制的装置叫做调制器）。
载波
各种信号
(3)调幅（AM）：使电磁波的振幅随信号改变，频率始终保持不变，如图所示。
调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。
(4)调频（FM）：使电磁波的频率随信号而改变，如图.
调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制；通常使用微波中的米波(VHF)和分米波(UHF)波段。
演示：无线电波的发射
无线电波的波段划分
长波:波长较长，容易产生衍射现象。
长波在地面传播时能绕过障碍物
（大山、高大建筑物……）
长波容易被电离层吸收；
短波容易被电离层反射；
微波容易穿过电离层。
无线电波的各波段特征
问题：电磁波的接收的原理和设备是什么？从诸多信号中把我们需要的信号筛选出来的电路是什么电路？其原理是什么？
二、无线电波的接收
②设备：接收天线
①原理：电磁感应现象，导体遇到电磁波会产生感应电流
鱼骨天线
卫星接收天线
各种信号
接收电磁波后首先要从诸多的信号中筛选出自己想要的，这就要设法使我们所需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？
1.接收原理和设备
2.调谐
当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，电磁波会使接收电路中产生电流最强，这种现象叫做电谐振，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。与机械振动中的共振现象类似。
调谐电路
f=f0
当接收电路的振荡频率等于某种电磁波的频率时，就将这种电磁波接收下来。
演示：电谐振现象
3.解调和接收
从高频振荡电流中把音频信号还原出来的过程，是调制的逆过程，也叫检波。
这是原信号+载波
解调
调幅
调频
（检波）
放大电路
图像
（1）解调过程还原声音和图像信号
（2）无线电的接收全过程
调谐器
解调器
放大电路
天线
声音
三、电视广播的发射和接收
信号
振荡电流
发射
调谐电路
检波（解调）
输出
调制
无线电波的发射
无线电波的接收
①地面无线电传输
②有线网络传输：电缆、光缆
③卫星传输
不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。
高频电视信号的传播方式：
（有线电视）信号不受外界干扰，收视质量更好
电视广播的发射和接收示意图
调谐
接收天线
解调
图像电信号
声音电信号
显示图像
放大器
发出声音
有线传输
光信号
图像电信号
声信号
声音电信号
电视广播的接收示意图
无线电波的发射和接收
无线电波的发射
条件
有足够高的振荡频率
开放电路
无线电波的调制
调幅
调频
无线电波的接收
接收原理和设备
调谐
解调和接收
电视广播的发射和接收
调制
四、巩固训练
1.为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积
B．增大电容器极板的间距
C．增大自感线圈的匝数
D．提高供电电压
【答案】B
【解析】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由 减小L和C可以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法。
故选B。
2.(多选)关于无线电波的发射过程,下列说法正确的是(　)
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放回路
答案:ACD
解析:电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,用开放电路发射。
3.在无线电广播的接收中，调谐和解调是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是（　　）
A．调谐→高频放大→解调→音频放大
B．解调→高频放大→调谐→音频放大
C．调谐→音频放大→解调→高频放大
D．解调→音频放大→调谐→高频放大
【答案】A【解析】调谐是从众多的电磁波中选出所需频率的高频信号，然后进行高频放大，再从放大后的高频信号中“检”出高频信号所承载的低频声音信号（解调），最后将这些低频声音信号放大后通过扬声器播放出来，综上所述，选项A正确，BCD错误。故选A。
4.(多选)关于电磁波的接收,下列说法正确的是(　　)
A.当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B.当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C.由调谐电路接收的感应电流,再经过耳机就可以听到声音了
D.由调谐电路接收的感应电流,再经过解调、放大,通过耳机才可以听到声音
答案:AD
解析:当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流,只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波,在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流,要再经过解调(也就是调制的逆过程)、放大,通过耳机才可以听到声音,故正确答案为A、D。
5.(多选)关于电视信号的发射,下列说法正确的是(　　)
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
答案:BCD
解析:图像信号和伴音信号经调制后才能发射,调制后的图像信号和伴音信号被高频电磁波“携带”同步发射,故正确选项为B、C、D。
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