人教版高中物理选修-电磁波的发射和接收-国赛一等奖

电磁波的发射和接收
教学目标
（一）知识与技能：了解无线电波的波长范围．
了解无线电波的发射过程和调制的简单概念．
了解调谐、检波及无线电波的接收的基本原理．
（二）过程与方法：理解无线电波发射的过程
（三）情感态度与价值观：体会科学与技术的结合之美
重点：调制、调幅、调频、调谐和解调难点：调制、调幅、调频、调谐和解调
教学方法：启发、类比、探究教具：多媒体辅助教学
复习提问
振荡电路的周期，频率的表达式
2 波发生明显衍射现象的条件
新课教学
思考与讨论：
电磁波的波长和频率对电磁波的发射有哪些影响
一、无线电波的发射：
在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，例如，广播、电视要利用电磁波，无线电通信要利用电磁波，航空、航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波……那么，学习了前面几节的电磁学内容，我们知道了电磁波是怎样产生的以及电磁波的性质。

那么怎样利用电磁波来传递各种信号呢下面我们便来学习无线电波的发射。

1要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：
⑴要有足够高的振荡频率。

⑵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。

2、开放电路：
为了发射电磁波，需要改进振荡电路。

一方面增大电容器极板间距离、减少正对面积；另一方面减少线圈的匝数，以减少自感。

这样既提高了振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。

这种电路叫做开放电路。

在实际应用中，开放电路的下部分导线通常接地。

叫做地线，上部分导线尽可能分散到高处，叫做天线。

电磁波就是通过天线和地线所组成的开放电路发射出去的。

思考：我们要传递的信号不是高频电磁波，而是一些低频信号（如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹），它能否直接发射出去
3、调制
为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。

但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。

这种要把传递的电信号（叫做调制信号）加到高频振荡电路（叫做载波）上的过程叫做调制；进行调制的装置叫做调制器。

常用的调制方式有调幅和调频两种：
（1）、调幅：高频载波的振幅随信号的强弱而改变叫调幅波，用AM表示。

（2）、调频：高频载波的频率随信号的强弱而改变叫调频波，用FM表示。

调幅波优点：
服务半径比较大。

多应用于省级以上电台
缺点：
抗干扰能力弱，容易失真。

调频波优点：
振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。

缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。

小结：声音信号的调制过程
二、无线电波的接收
我们生活的空间布满了强弱不同的电磁波,我们又如何选出自己所需的无线电波呢
根据电磁感应现象：处在电磁波传播空间的导体,会产生同频率的感应电流
1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，这种现象叫做电谐振）
2使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。

问题:用调谐器接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗
3检波：从接收到的高频振荡中还原出所携带声音信号，叫做解调，它是调制的逆过程
无线电波发射和接受流程图
三无线电波的波段分布（根据：波长/频率）
问题讨论: 1为什么不同波段的无线电电波采用不同的传播方式
（1）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
长波容易被电离层吸收；
（2）短波容易被电离层反射；微波容易穿过电离层
（3）微波: 频率很高；直线传播。

2电磁波的危害
•电磁波可能造成的伤害
•手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响
•电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例•移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产生不好的影响，所以移动电话响时，一秒后再听手机。

•休息时不要将手机置于枕头边。

课后习题
1、为了使需要传递的信号发射到远方，必须对振荡电流进行（）
A．调制B放大
C 调谐D检波
2、要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是
A．增大电容器极板间距
B．使振荡电容器的正对面积足够大
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加回路中的电容和电感
3、无线电广播中波段的波长范围为187~560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差104赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：
A、500个
B、100个
C、187个
D、20个。

课堂小结：电磁波的发射和接受流程
录像---调制----发射----电谐振----调谐-----解调-----检波-----图像
布置作业：课后问题与练习
板书设计：1无线电波波段划分
2无线电波发射:
３．无线电波接受。