學習目標
知識與技能:
1.了解無線電波的波長範圍。
2.了解無線電波的發射過程和調製的簡單概念。
3.了解調諧、檢波及無線電波接收的基本原理。
過程與方法:通過觀察總結了解無線電波的基本應用,了解現代技術的應用方法,學會基本原理。
情感、態度與價值觀:通過對無線電波應用原理的基本認識感悟科學技術的價值和重要性。端正科學態度,培養科學的價值觀,體會科學與技術的結合之美。
學習重點:調製、調幅、調頻、調諧和解調
學習難點:對調諧的理解,無線電波發射與接收過程。
學習方法:演示推理法和分析模擬法
用具:訊號源,示波器,收音機,錄音機,調頻發射機,計算機多**,實物投影儀等。
學習過程:
在資訊科技高速發展的今天,電磁波對我們來說越來越重要,無論是廣播、電視還是無線電通訊以及航空、航天中的自動控制和通訊聯絡,都離不開電磁波.在無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波,那麼無線電波是怎樣發射和接收的呢?這節課我們就來學習電磁波的發射和接收。
新課學習
一、無線電波的發射
閱讀教材討論:
問題:在普通lc振盪電路中能否有效地發射電磁波?
問題:有效地發射電磁波的條件是什麼?
總結:①要有的振盪頻率。
②振盪電路的電場和磁場必須分散到的空間,才能有效地把電磁場的能量傳播出去。
討論問題:如何改造普通的lc振盪電路,才能使它能夠有效地發射電磁波?
1、開放電路
如圖所示,是由閉合電路變成開放電路的示意圖。
①地線的導線叫做地線。
②天線導線叫做天線。
天線和地線形成了乙個敞開的電容器,電磁波就是由這樣的開放電路發射出去的。電視發射塔要建得很高,是為了使電磁波發射得較遠。實際發射無線電波的裝置中還需在開放電路旁加乙個振盪器電路與之耦合,如圖所示。
振盪器電路產生的高頻率振盪電流通過l2與l1的互感作用,使l1也產生同頻率的振盪電流,振盪電流在開放電路中激發出無線電波,向四周發射.
問題:發射電磁波是為了利用它傳遞某種訊號。例如無線電報傳遞的是電碼符號,無線電廣播傳遞的是聲音,電視廣播傳遞的不僅有聲音,還有影象。
這就要求發射的電磁波隨訊號而改變。電磁波是怎樣傳遞這些訊號的呢?
③調製的技術叫做調製。
④調製器裝置叫做調製器。
⑤調製訊號的電訊號叫做調製訊號。
⑥調幅(am):使高頻振盪電流的隨調製訊號而改變叫做調幅(am)。
⑦調頻(fm):使高頻振盪電流的隨調製訊號而改變叫做調頻(fm)。
2、調幅裝置的示意圖:右圖是調幅裝置的示意圖.接在振盪器和線圈之間的話筒就是乙個最簡單的調製器,由聲源發出的聲音振動使話筒裡的碳粒發生時鬆時緊的變化,它的電阻也發生時大時小的變化。所以,雖然振盪器產生的是高頻等幅振盪電流,但是線圈通過的卻是隨聲音而改變的高頻調幅電流.由於線圈的互感作用,從開放電路中發射的也是這種高頻調幅電流。
這種電磁波叫調幅波。
二、無線電波的接收
1、接收天線
在無線電技術中,用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。
2、電諧振:當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率時,接收電路中產生的振盪電流 。這種現象叫做電諧振,相當於機械振動中的 。
3、調諧的過程叫做調諧,
4、調諧電路的接收電路叫做調諧電路。
如圖是收音機的調諧電路。調節可變電容器的電容來改變調諧電路的頻率,使它跟要接收的電台發出的電磁波的頻率相同,這個頻率的電磁波在調諧電路裡激起較強的感應電流,這樣就選出了這個電台。
收音機接收的經過調製的高頻振盪電流,這種電流通過收音機的耳機或揚聲器,並不能使它們振動而發聲,為什麼呢,假定某乙個半週期電流的作用是使振動片向某個方向運動,下乙個半週期電流就以幾乎同樣大的作用使振動片向反方向運動.高頻電流的週期非常短,半週期更短,而振動片的慣性相當大,所以在振動片還沒有來得及在電流的作用下向某個方向運動的時候,就立刻有乙個幾乎同樣大的作用要使它向反方向運動,結果振動片實際上不發生振動.要聽到聲音,必須從高頻振盪電流中「檢」出聲音頻號,使揚聲器(或耳機)中的動片隨聲音頻號振動。
5、檢波:從接收到的高頻振盪電流中「檢」出所攜帶的過程,叫做檢波。檢波是調製的逆過程,因此也叫
介紹:收音機中對調幅波的檢波。
右圖是晶體二極體的檢波電路,是利用晶體二極體的單向導電性來進行檢波的。調諧電路中產生的是經過調幅的高頻振盪電流,l1和l2繞在同一磁棒上,由於互感作用,在l2上產生的是高頻交變電壓.由於二極體的單向導電性,通過它的是單向脈動電流,這個單向脈動電流既有高頻成分,又有低頻的聲音頻號,高頻成分基本從電容器c(旁路電容器)通過,剩下的音訊電流通過耳機發聲。(用示波器觀察檢波過程)實際上就是乙個晶體二極體收音機的電路圖.這種收音機聲音很小,只能用開機收聽本地電台.為了提高收音機的接收效能,需要用放大器把微弱的訊號放大.圖示是加有放大器的收音機方框圖.由天線和調諧電路接收到的高頻調幅電流,先通過放大器進行高頻放大,然後進行檢波和低頻放大,放大後的音訊電流輸送到喇叭,使它們發出聲音。
無線電波發射和接收的全過程
(1)調幅發射和接收。
(2)調頻發射和接收。
比喻:高頻電流→火車音訊電流→貨物
調製→發射→傳播→調諧→解調
裝貨→出站→執行→進站→卸貨
無線電波的波段
學習小結:
1.電磁波的產生和發射條件。
2.開放電路的結構和特點。
3.電磁波的發射過程和接收過程
鞏固訓練
1、下列關於電磁波的說法中正確的是( )
a.電磁波傳播時需要介質 b.電磁波是沿某一特定方向在空間傳播的
c.太空飛行員在月球上面對面交談時是靠移動無線**來實現的
d.水波、聲波是自然現象,而電磁波是人工製造出的現象
2、關於電磁波的產生原因,以下說法中正確的是( )
a.只要電路中有電流通過,電路的周圍就有電磁波產生 b.電磁波就是水波
c.電磁波只能在通電導體內傳播 d.只要有變化的電流,周圍空間就存在電磁波
3、關於電磁波的波長,下面敘述中正確的是( )
a.頻率越高的電磁波,波長越短 b.電磁波的波長都是3×m
c.頻率越低的電磁波,波長越短 d.電磁波的波長與頻率有關
4、調諧電路中可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出仍接收不到某較高頻率電台發出的電訊號,要收到該電台的訊號,可以( )
a.增加調諧電路線圈的匝數b.加大電源電壓
c.減少調諧電路線圈的匝數d.減小電源電壓
5、一般女同學發出聲音的最高頻率約為1.1khz,這樣的聲音通過**人民廣播電台第二套節目720 khz向外廣播時,發出的無線電波的頻率是( )
a.721.1 hz b.720 khz c.718.9 hz d.1.1 khz
二、填空題
6、上海人民廣播電台發射的一種電磁波的頻率為990khz,**人民廣播電台發射一種電磁波的頻率為15.58mhz,它們發射的電磁波的波長分別為________m和________m.
7、我們可以用電磁波來傳遞________訊號和________訊號.
三、計算題
8、有效的向外發射電磁波的條件是什麼?
9、電磁波的發射過程
10、電磁波的接收過程是怎樣的?
11、發射電磁波為什麼要用開放電路?
12、接收電磁波訊號時,為什麼要調諧?
電磁波的發射和接收
課題 4.3電磁波的發射和接收 設計人 包翠霞審核人 於孟娟課型 新授課課時 1課 2009年月日 學習目標 1.了解無線電廣播發射和接收技術中,調製 調幅 調頻 調諧 解調的含義。2.了解電視攝像管的基本結構以及電視廣播發射和接收過程。3.了解移動通訊的基本過程。了解基站的作用。4.了解通訊技術的...
電磁波的發射和接收
學生 思考 討論,答問 答案 波長越長,衍射越容易 反之,趨於直線傳播。無線電波能夠如此廣泛地為人類服務,它是怎樣實現相應的功能的呢?無線電波的發射要解決兩大問題 1 盡可能地發射得更遠 2 資訊載入。關於問題1,前一節已經介紹由閉合電路變成開放電路的努力。這裡只需補充一點,傳播越遠,輻射出去的能量...
電磁波的發射和接收
電磁波的發射和接收 導學案編號 022 編寫 吳明先審核 黃慧日期年月日 教學目的 1 知識與技能 1 通過演示和講解,讓學生理解電磁場的理論 2 了解電磁波的產生,掌握電磁波的傳播公式及接收。重點 1.電磁波有效發射的條件,調製的含義及調製方式。2.無線電波的傳播方式及其應用。3.無線電波接收原理...