电磁波的发射和接收
九年级物理实验:电磁波的发射和接收
实验:电磁波的发射和接收
实验目的:
1.通过实验认识到电磁波的存在。
2.利用电磁波能够传递信息。
实验原理:
有源音箱会产生变化的电流,利用线圈产生电磁波,另一线圈接收电磁波,使声音重现。
实验器材:
有源音箱、复读机、漆包线、磁带、直径约30cm的纸筒、3.5mm耳机接头1个。
实验步骤:
1.把漆包线在一个直径约30cm的纸筒上绕30圈,绕制两个这样的线圈。
2.有源音箱有左右两个箱体,确定箱体内含有音频放大器(比较重)的箱体,在此箱体背面找到“音频输出”等类似的标志,是把音频放大后连接到另一箱体的。
3.把绕制好的一个线圈连接到音频输出接口。
4.把绕制好的另一线圈接到3.5mm的耳机接头上。
5.把耳机接头插入复读机的信号输入插口。
6.把有源音箱接到电脑上,播放音乐;把复读机开至录音状态。
电脑播放音乐暂停,利用复读机播放刚才录的声音,就可以再现刚才电脑里播放的音乐了。
操作提示:
1.两个线圈,一个用来发射电磁波,另一个用来接收电磁波。
2.该实验使用了有源音箱,相当于一个音频放大器,也可以使用CD播放机和音频放大器连接。
3.作为接收的线圈还可以使用金属板(20cm×30cm)两块作为电容器,当作接收装置。
电磁波的发射与接收技术
电磁波的发射与接收技术电磁波是一种既利大于弊又不可或缺的自然现象。
它在我们的生活中扮演着重要的角色,从无线通信到微波炉,无所不在。
但是,我们是否了解电磁波的发射与接收技术?在这篇文章中,我们将深入探讨这个话题,并了解其应用。
一、电磁波的发射技术电磁波的发射是通过一种称为电磁发射器的设备实现的。
电磁发射器通常由电源、天线和发射器电路组成。
当电源向天线提供电能时,发射器电路会将电能转化为电磁能,并通过天线发射出去。
不同种类的电磁发射器根据其频率范围、功率和工作原理的不同而有所不同。
最常见的电磁发射器是无线电发射器。
无线电发射器通过在电磁波频谱范围内产生变化的电流,从而发射无线电信号。
这种技术被广泛应用于无线通信、广播、雷达和卫星通信等领域。
除了无线电发射器,微波炉也是一种常见的电磁发射器。
它通过产生高频电磁波来加热食物,使其快速升温。
随着科技的不断发展,电磁发射器的应用范围也越来越广泛。
例如,近年来兴起的无人机技术就广泛应用了电磁发射技术。
通过在无人机上安装相应的设备,可以实现遥感、航拍和飞行控制等功能。
二、电磁波的接收技术与电磁波的发射相对应的是电磁波的接收。
电磁波的接收是通过一种称为接收器的设备实现的。
接收器通常由天线、接收器电路和解调器等组成。
当电磁波通过天线进入接收器时,接收器电路会将其转化为电信号,并通过解调器恢复为原始的信息。
无线电接收器是最常见的接收设备。
无线电接收器可以根据导频、中心频率和带宽等参数对信号进行选择性接收。
通过合理调整这些参数,可以确保接收到特定的无线电信号,进行通信或广播。
类似地,卫星接收器也是一种常见的接收设备。
它可以接收卫星发射的信号,并将其转化为电视、广播和互联网信号。
除了广泛应用于通信领域,电磁波的接收技术还在其他许多领域中发挥作用。
例如,天文学家通过接收无线电信号来研究星系和宇宙。
医疗器械中的X射线机和磁共振成像设备也利用了电磁波的接收技术。
三、电磁波技术的应用电磁波的发射与接收技术在各个领域都有广泛的应用。
电磁波的发射传播和接收
不能以地波的形式
传播,又不能依靠
微波
电离层的反射以天
波的形式传播。
无线电波传播的多种方式
二、电磁波的传播
方式有三种: 天波、地波、空间波
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、
适合传播何种波。
地波
天波 空间
波
传播形式 沿地球表面空间
传播 靠大气中电离层
的反射传播
沿直线传播
适合的波段 长波、中波
、中短波
周围空间的电磁场很 弱,发射效果差
增大电容器极板间的距离,减少 极板间的面积,同时减少自感线 圈的匝数
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。
一、无线电波的发射 1、发射无线电波的装置:
4.用途:红外摄影、红外遥感技术
四、可见光
能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见 光,如:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。
如何使我们需要的电磁波在接 收天线中激起的感应电流最强呢?
可 变 电 容
LC调谐电路
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.对空间存在的各种频率的电磁波中选出所要 的电台的技术叫做调谐(选台),能够调谐的 接收电路叫做调谐电路。
短波
超短波和微 波
特点
衍射能力 较强
反射能力 较强
穿透能力 较强
三、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 ?
发射的无线电波如何被接收到呢?
电磁波在空间传播 时,如果遇到导体, 会使导体产生感应电 流,感应电流的频率 跟激起它的电磁波的 频率相同。因此利用 放在电磁波传播空间 中的导体,就可以接 收到电磁波了。
电磁波的发射和接收
2、电磁波有效发射的条件? ① 振荡频率要足够高;
L
C
② 振荡电路的电场和磁场 尽可能分布到较大的空间。
3、开放电路
L
C
最后形成发射电磁波的天线。
4、调制: 在电磁波发射技术中, 使电磁波随各种信号而改变的技术
4、调制
调幅 调制
调频
4、调制
①
调幅
4、调制
②
调频
四、电磁波的发射和接收
调幅
调制
调频
天 线 ‥‥ 发 射
天 线 接 收
调谐 解调
知识拓展
问题讨论: 为什么不同波段的无线电电波采用 不同的传播方式?
长波
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……)
短波
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。
微波
微波:
电磁波的发射和接收
无线电波的传振荡分析:
L
C
知识链接2
麦克斯韦的电磁场理论: 变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场又产 生变化的电场 ,‥ ‥ ‥这样就产生了电磁波。
E
E
E
B
如广播电台 电视台 声 声光
B
电 电
B
电磁波发射 电磁波发射
问题: 1、如何才能发出一定频率的电磁波? 2、电磁波有效发射的条件? 3、什么是调制 、调谐? 4、你能画出电磁波发射接收的流程图吗?
频率很高; 直线传播。
电磁波的发射、传播和接收 PPT课件 课件 人教课标版
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、 适合传播何种波。
通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米,根 据波长或频率把无线电波分成几个波段,如下表所示:
波段
波长
频率
传播方式 主要用途
长波
30000m~ 3000m
10kHz~100kHz 地波
超远程无线电 通信和导航
中波 中短波
•
2、从善如登,从恶如崩。
•
3、现在决定未来,知识改变命运。
•
4、当你能梦的时候就不要放弃梦。
•
5、龙吟八洲行壮志,凤舞九天挥鸿图。
•
6、天下大事,必作于细;天下难事,必作于易。
•
7、当你把高尔夫球打不进时,球洞只是陷阱;打进时,它就是成功。
•
8、真正的爱,应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。
电磁波的发射、 传播和接收
一、赫兹实验
麦克斯韦的电磁场理论既 新颖又深刻,以至于当时许多 不习惯用场的观点来考虑问题 的物理学家都持怀疑的态 度.麦克斯韦的电磁场理论能 否被普遍接受,有待于实验的 检验.1888年,即在麦克斯韦 发现电磁场理论20多年后,德 国物理学家赫兹(1857-1894) 第一次用实验证实了电磁波的 存在.
如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的 感应电流最强呢?
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)
无线电波的接收
1、接收无线电波的装置:
图示为收音机的 简单的调谐电路,通 过可可变变电电容容改变调谐 电路的固有频率,使 其与接收电台的电磁 波频率相同,这个频 率的电磁波就在调谐 电路里激起较强的感 应电流,这样就选出 了电台。 上图为收音机的调谐电路
电磁波的发射和接收 课件
四、移动通信
每个移动电话机都是一个电磁波发射器,它通过电磁波把你讲话的信 息发射到空中;同时也是一个电磁波接收器,在空中捕获电磁波,使你得到对 方讲话的信息,当然这个过程还要有固定的基站转接。
解调示意图
【例题 1】 认真观察下列各图,下列说法中正确的是( )
A.无线电台发射的是甲所示的波 B.无线电台发射的是乙所示的波 C.无线电台发射的是丙所示的波 D.无线电台发射的是丁所示的波
解析:认真观察四个图象,结合调制中的调幅波和调频波的特点,发射台 的电波即为调幅波和调频波。
答案:CD
探究二 电视、移动通信
【例题 2】 关于电视的接收原理,下列说法中正确的是( ) A.电视接收天线接收到的电磁波中包含有图像信号和伴音信号 B.电视接收天线接收到的电磁波经过处理被还原成图像,天线上并不 产生感应电流 C.电视接收机接收到电磁波,通过电子枪的扫描显示电视节目的图像 信号和伴音信号 D.电视接收机接收到的电磁波,经扬声器得到电视节目的伴音信号 解析:电视机接收到的电磁波是带有图像信号和伴音信号的高频电流, 故 A 项对,B 项错;图像信号和伴音信号必须经过处理才可经显像管和扬声 器得到图像和声音,故 C、D 项错。 答案:A
●问题导引●
两个人在同一地点用手机通话时,信号是直接相互传播的吗? 提示:不是,两个人在同一地点用手机通话时,信号也要通过附近的基站 传到总机,总机对信号处理后再传给基站发射出来,由另一手机接收,不过此要由摄像机将影像(包括伴音)的光、声音转变为电信号 ——视频电流。 (2)电视信号的发射 视频电流通过调制,加到高频载波上,然后通过天线把载有图像信号的 高频信号发射出去。在电视发射端,还同时发射伴音信号。 (3)电视信号的接收 在电视接收端,天线收到电磁波后产生感应电流,经过调谐、解调等处 理,将得到的图像信号送到显像管,还原成景物的像。
电磁波的发射和接收-ppt课件
1 技术上把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称 做无线电波. 并按波长把无线电波分成长波、中波、中短波、 短波、微波等若干波段, 不同波段的无线电波的传播特点不 同. 如P82表1. 2 实际的开放电路是线圈的一端用导线与大地相连,叫地 线 , 另一端与高高地架在空中的天线相连组成巨大的开放电 路.
可知自感系数越大, 电
容越小,频率越大,A对 ; 增加线圈匝数会增大自感系数,C错 ; 辐射电磁波的本领和电压无关,B错 ; 采用开放电路可以提高 辐射电磁波的本领,D对 .
1 . 空中有许许多多的电磁波,采用什么方法才能接收到我们 所需要的电磁波? 提示:用一个LC接收电路,使LC回路的固有频率等于所要接 收的电磁波的频率,以使接收电路产生电谐振,即应用调谐电 路.如图.
1 . 为了使需要传递的信息(如声音、图像)载在电磁上发射 出去, 必须对振荡电流进行( )
A.调谐
B.放大
C.调制
D.检波
【解析】选C.声音、图象信号的频率比较低,不能直接发射
出 去 , 所以要将信号调制到高频的电磁波上去发射.
2.一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程( )
A.调幅和检波
D.检波就是从高频信号上“检”出所承载的低频信号
求解本题应把握以下两点: 1 电谐振的原理. 2 电磁波的接收过程.
【规范解答】选B、D.由于众多的电磁波都会在天线中产生 感应电流,所以我们需调节电路的固有频率,当电磁波的频 率与接收电路的固有频率相等时,发生电谐振,此频率的感 应电流最强.从接收到的高频电磁波中“取”出所承载的低 频电信号的过程就是检波.故选B、D.
调谐的作用:世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种 无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混 乱,分辨不清,因此接收信号时,首先要从各种电磁波中把 我们需要的选出来,通常叫选台,在无线电技术中利用电谐 振来达到这个目的.
电磁波发射和接收
• 生活环境中充满了电磁波,只要是使用 电的电器用品,都会放出电磁波。墙壁 中看不见的电线,也会使电磁波检测笔 哔哔叫。所以睡觉时不要太靠近装有电 线的墙壁,以免因电磁波影响而无法好 好睡一觉。
而现代人人手一手机,它的电磁波 其实是很强的。在电脑前拨通手机,大 家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在 打开的收音机前拨通手机,收音机也受 到很大的干扰。
• 这就是因为网络上的荧屏、机壳接 缝、键盘、电缆接头等处产笺电磁 泄露,辐射到处间,它们可以被某 些哪怕是简易的探测系统窃收和破 译.目前,世界上不少国家都把美 国作为电脑间谍活动及信息破坏的 对象.为此,五角大楼坚持每年拨 款数十亿美元,用来保障所有相关 指挥系统的信息安全.
电视
阅读课文,试着理解 电视机的成像原理
简单地说:电视信号 是电视台先把影像信 号转变为可以发射 的—— ,发射出去后 被接收的电信号通 过——被还原为光的 图象重现荧光屏。
让我们走进 摄像管吧!
摄像管
电子束把一幅图象按照各点的明暗情 况,逐点变为强弱不同的信号电流, 通过天线把带有图象信号的电磁波发 射出去。
• ①原理:电容器的电容随两极板间距离的变 化而变化,这样可将压力大小转换为电信号 .
• ②应用.
• 电容式压力传感器: • 图4-4-2是测定压力F的电容式传感器,待
测压力F作用于可动膜片电极上的时候,膜 片发生形变,使极板间距离d发生变化,引起 电容C的变化.知道C的变化,就可以知道F 的变化情况.
• 了解雷达用的 是什么电磁波?
• 为什么可以根 据雷达显示屏 看出离障碍物 有多远?
雷达工作原理
测距:
发射接收
利用发射与接收之间的时间差, 计算出物体的距离。
雷达所用电磁波特点
电磁波的发射和接收
一、无线电波的发射
5.另一种调制方式是 使高频载波的频率 随信号改变,这种 调制方式叫做调频 (FM)
二、无线电波的接收
1.我们转动收音机的旋钮选择电台,实际上 是在选择我们需要的电磁波,这在技术上 叫做调谐。
Байду номын сангаас4.3 电磁波的发射和接收
一、无线电波的发射
1.无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要 部件,能够产生频率很高的交变电流,交 变电流流经天线,产生高频电磁波。
2.振荡器产生的高频交流电,是用来携带声 音、图象等信息的,叫做载波。
3.把信息加在载波上,使载波随信号而变 化,这种技术叫做调制。
一、无线电波的发射
四、移动通信
2.经过调谐,从高频信号中把所需的信号 “取”出来,叫做解调。
三、电视
摄像机在1s内传输25帧图像
三、电视 无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要部件,能够产生频率很高的交变电流,交变电流流经天线,产生高频电磁波。
3 电磁波的发射和接收 把信息加在载波上,使载波随信号而变 化,这种技术叫做调制。 无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要部件,能够产生频率很高的交变电流,交变电流流经天线,产生高频电磁波。 另一种调制方式是使高频载波的频率随信号改变,这种调制方式叫做调频(FM) 3 电磁波的发射和接收 无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要部件,能够产生频率很高的交变电流,交变电流流经天线,产生高频电磁波。 另一种调制方式是使高频载波的频率随信号改变,这种调制方式叫做调频(FM) 振荡器产生的高频交流电,是用来携带声音、图象等信息的,叫做载波。 中波和短波的无线电广播,使用的是调幅方式。 无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要部件,能够产生频率很高的交变电流,交变电流流经天线,产生高频电磁波。 我们转动收音机的旋钮选择电台,实际上是在选择我们需要的电磁波,这在技术上叫做调谐。 我们转动收音机的旋钮选择电台,实际上是在选择我们需要的电磁波,这在技术上叫做调谐。 3 电磁波的发射和接收 另一种调制方式是使高频载波的频率随信号改变,这种调制方式叫做调频(FM) 另一种调制方式是使高频载波的频率随信号改变,这种调制方式叫做调频(FM) 振荡器产生的高频交流电,是用来携带声音、图象等信息的,叫做载波。 3 电磁波的发射和接收 无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要部件,能够产生频率很高的交变电流,交变电流流经天线,产生高频电磁波。 把信息加在载波上,使载波随信号而变 化,这种技术叫做调制。 一种常见的调制方式是使高频载波的振幅随信号改变,这种调制方式叫做调幅(AM)。 振荡器产生的高频交流电,是用来携带声音、图象等信息的,叫做载波。 一种常见的调制方式是使高频载波的振幅随信号改变,这种调制方式叫做调幅(AM)。 一种常见的调制方式是使高频载波的振幅随信号改变,这种调制方式叫做调幅(AM)。 振荡器产生的高频交流电,是用来携带声音、图象等信息的,叫做载波。 经过调谐,从高频信号中把所需的信号“取”出来,叫做解调。 无线电发射机中有一个叫做振荡器的重要部件,能够产生频率很高的交变电流,交变电流流经天线,产生高频电磁波。 经过调谐,从高频信号中把所需的信号“取”出来,叫做解调。 经过调谐,从高频信号中把所需的信号“取”出来,叫做解调。 中波和短波的无线电广播,使用的是调幅方式。
电磁波的发射和接收
无线电波发射和接收流程图
高频振荡电流
信号
调制
发射
无线电波的发射 无线电波的接收
输出
解调 调谐电路
三.无线电波的传播
空间波传播
问题讨论:
为什么不同波段的无线电电波采用 不同的传播方式?
长波: 波长较长,容易产生明显的衍射现象。 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;
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。 为了使开放电路中产生振 荡电流,常用如图所示的方法, 使振荡器的线圈L2靠近开放振 荡电路的线圈L1。当振荡器中 产生振荡电流时,由于互感作 用,就可以在开放振荡电路中 产生相同频率的振荡电流,这 发 射 端 种方法叫做感应耦合。
微波容易穿过电离层; 短波容易被电离层反射。
微波
微波:
频率很高; 直线传播。
一、无线电波的发射
1、有效发射电磁波的振荡电路的特点: 2、开放电路: 3、信号的调制:调频、调幅
二、无线电波的接收
1、电谐振 2、调谐与调谐电路
三、无线电波的传播
天波、地波、空间波及适用波段
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 ) A.调制 B.放大 C.调谐 D.检波
一、电磁波的发射
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。
电磁波的发射和接收
一、电磁波的发射 1、 麦克斯韦的电磁场理论 、 麦克斯韦的电磁场理论: 变化的电场产生变化的磁场, 变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场又产 这样就产生了电磁波。 生变化的电场 ,‥ ‥ ‥这样就产生了电磁波。 ‥
E
E
E
B
如广播电台 电视台 声 声光
B
电 电
B
电磁波发射 电磁波发射
2、调谐: 调谐: 使接收电路产生电谐振的过程。 使接收电路产生电谐振的过程。
3、解调: 解调: 使声音或图象信号从高 频电流中还原出来的过程。 频电流中还原出来的过程。
天 线 ‥‥ 接 收
调谐
解调
四、电磁波的发射和接收
调幅 调制 调频
天 线 ‥‥ 发 射
天 线 接 收
调谐 解调
明确几点
1.电磁波的传播不依赖任何媒质 可在真空中传播。 电磁波的传播不依赖任何媒质,可在真空中传播 电磁波的传播不依赖任何媒质 可在真空中传播。 2.电磁波在真空中传播的速度为 电磁波在真空中传播的速度为 光在真空中传播的速度,即光是一种电磁波。 光在真空中传播的速度,即光是一种电磁波。 3.电磁波是横波。 电磁波是横波。 电磁波是横波
E
k
H
4、调制 调幅 调制 调频
4、调制
①
调幅频
二、电磁波的传播
地波 天波 空间波
三、电磁波的接收 电磁波的接收 调谐: 调谐:将自己需要的电磁波选出
天 线 ‥‥ 接 收
调谐
1、电谐振: 电谐振: 当接受电路的固有频率与受 到的电磁波的频率相同时, 到的电磁波的频率相同时, 接受电路中产生的振荡电流 最强。 最强。
2、电磁波有效发射的条件: 、电磁波有效发射的条件: ① 振荡频率要足够高; 振荡频率要足够高 频率要足够高;
电磁波的发射和接收
调 频
高频振荡电流
电磁波的传播
2.无线电波的传播方式:
长波 中波
中短波
短波
超短波 微波
超短波 微波
长波
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……)
短波
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。
微波
微波: 频率很高; 直线传播。
的电磁波的频率相同
变 电
的过程叫做调谐
容
能够调谐的接收电路
叫做调谐电路。
二 、电磁波的接收
问题:调谐后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?
二 、无线电波的接收
3.检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携 带的信号,叫做检波,它是调制的逆过程,因 此也叫解调。
电磁波发射和接受流程图
s ct c(1 t) n
3108 ( 1 0.02106 ) 6104 m 5000
所以雷达的最大侦察距离
s' s 2 3104 m 30Km
这种把低频电信号加载到高频振荡电 流(载波)上的过程叫做调制。
常用的调制方式有调幅和调频两种:
1、调幅:使电磁波的振幅随信号改变, 这种调制叫做调幅,用AM表示。
一、电磁波的发射
声音信号
调 幅
高频振荡电流
• 2、调频:使电磁波的频率随信号改变,
这种调制方式叫做调频。
• 用FM表示。
一、电磁波的发射
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?
二 、无线电波的接收
1.当接收电路的固有频率跟要接 收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
高中物理《电磁波的发射和接收》优秀教案
一、教学目标1. 让学生了解电磁波的发射和接收的基本原理。
2. 使学生掌握电磁波的发射和接收的实验方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学重点1. 电磁波的发射原理。
2. 电磁波的接收原理。
三、教学难点1. 电磁波发射和接收的实验操作。
2. 电磁波发射和接收的原理理解。
四、教学准备1. 实验室器材:发射器、接收器、导线、电磁波检测器等。
2. 教学课件。
五、教学过程1. 导入:通过回顾电磁波的基本概念,引导学生思考电磁波的发射和接收原理。
2. 讲解:介绍电磁波的发射原理,讲解发射器的工作原理及操作方法。
讲解电磁波的接收原理,讲解接收器的工作原理及操作方法。
3. 实验:分组进行实验,让学生亲自动手操作发射器和接收器,观察并记录实验现象。
4. 讨论:引导学生根据实验现象,分析电磁波的发射和接收原理。
5. 总结:归纳电磁波的发射和接收原理,强调实验操作注意事项。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
7. 课后反思:教师根据学生课堂表现和作业完成情况,总结教学效果,调整教学方法。
六、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索电磁波的发射和接收原理。
2. 运用实验教学法,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。
3. 采用分组讨论法,培养学生的团队合作意识和交流沟通能力。
七、教学内容1. 电磁波的发射:介绍电磁波的发射原理,讲解发射器的工作原理及操作方法。
2. 电磁波的传播:讲解电磁波在空气、真空等不同介质中的传播特性。
3. 电磁波的接收:讲解接收器的工作原理及操作方法,介绍电磁波接收的实验方法。
八、教学步骤1. 引入新课:通过回顾上节课的内容,引导学生思考电磁波的发射和接收。
2. 讲解发射原理:讲解电磁波的发射原理,让学生理解电磁波是如何产生的。
3. 讲解传播特性:讲解电磁波在不同介质中的传播特性,让学生了解电磁波传播的条件。
4. 讲解接收原理:讲解电磁波的接收原理,让学生明白如何接收电磁波。
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【教学目标】
(一)知识与技能
1.了解无线电波的波长范围。
2.了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
3.了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
(二)过程与方法
通过观察总结了解无线电波的基本应用,了解现代技术的应用方法,学会基本原理。
(三)情感、态度与价值观
通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。
端正科学态度,培养科学的价值观。
【教学重点】对本节基本概念的理解。
【教学难点】对调谐的理解,无线电波发射与接收过程。
【教学方法】演示推理法和分析类比法
【教学过程】
(一)引入新课
师: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,无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系,都离不开电磁波.在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,那么无线电波是怎样发射和接收的呢这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。
(二)进行新课
1.无线电波的发射
学生讨论。
师:有效地发射电磁波的条件是什么
学生阅读教材有关内容。
师生总结:要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件:
(1)要有足够高的振荡频率。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。
师生一起讨论后,引出开放电路的概念。
将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。
如图所示,是由闭合电路变成开放电路的示意图。
师:无线电波是由开放电路发射出去的。
讲解:在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。
跟地连接的导线叫做地线。
线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线。
天线和地线形成了一个敞开的电容器,电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。
电视发射塔要建得很高,是为了使电磁波发射得较远。
实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合,如图所示。
振荡器电路产生的高频率振荡电流通过l2与l1的互感作用,使l1也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射.
师:发射电磁波是为了利用它传递某种信号。
例如无线电报传递的是电码符号,无线电广播传递的是声音,电视广播传递的不仅有声音,还有图像。
这就要求发射的电磁波随信号而改变。
电磁波是怎样传递这些信号的呢
讲解:在电磁波发射技术中,如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上,那么,载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。
把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
进行调制的装置叫做调制器。
要传递的电信号叫做调制信号。
使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅(am)。
使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频(fm)。
(用示波器观察调幅波形)
2.无线电波的接收
师:处在电磁波传播空间中的导体,会产生感应电流,导作中感应电流的频率与激起它的电磁波频率相同,因此,利用放在电磁波传播空间中的导体,就可以接收到电磁波,这样的导体就是接收天线。
在无线电技术中,用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。
讲解:世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通讯设备,它们不断地向空中发射不同频率的电磁波,这些电磁波强弱不等地弥漫在我们周围。
如果不加选择地把它们都接收下来,那必然是信号一片混乱,分辨不清,达不到我们传递信息的目的。
所以,接收电磁波时,首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来,通常叫做选台。
这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。
在无线电技术里,是利用电谐振来达到这个目的的。
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,相当于机械振动中的共振。
(用示波器观察电谐振波形)
师: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。
如图是收音机的调谐电路。
调节可变电容器的电容来改变调谐电路的频率,使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同,这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流,这样就选出了这个电台。
(演示调谐过程)
讲解:收音机接收的经过调制的高频振荡电流(对应图讲解),这种电流通过收音机的耳机或扬声器,并不能使它们振动而发声,为什么呢,假定某一个半周期电流的作用是使振动片向某个方向运动,下一个半周期电流就以几乎同样大的作用使振动片向反方向运动.高频电流的周期非常短,半周期更短,而振动片的惯性相当大,所以在振动片还没有来得及在电流的作用下向某个方向运动的时候,就立刻有一个几乎同样大的作用要使它向反方向运动,结果振动片实际上不发生振动.要听到声音,必须从高频振荡电流中“检”出声音信号,使扬声器(或耳机)中的动片随声音信号振动。
从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程,叫做检波。
检波是调制的逆过程,因此也叫解调。
由于调制的方法不同,检波的方法也不同。
检波之后的信号再经过放大、重现,我们就可以听到或看到了。
下面介绍收音机中对调幅波的检波。
下面我们通过调幅和调频两种方式,来看看无线电波发射和接收的全过程。
(1)调幅发射和接收。
(实验演示)
(2)调频发射和接收。
(实验演示)
比喻:
高频电流→火车音频电流→货物
调制→发射→传播→调谐→解调
装货→出站→运行→进站→卸货
师:我们再来看一下无线电波的分段。
(投影)
波段波长频率传播方式主要用途
长波30 000 m~3 000 m10 khz~100 khz地波超远程无线通讯和导航
中波3 000 m~200 m100 khz~1 500 khz地波和天波调幅无线电广播、电报、通信
中短波200 m~50 m1500 khz~6 000 khz
短波50 m~10 m6mhz~30 mhz天波
微波米波10 m~1 m30mhz~300mhz近似直线传播调频无线电广播、电视、导航
分米波1 m~ m300 mhz~3 000 mhz直线传播电视、雷达、导航
毫米波10 mm~1 mm30000mhz~300 000 mhz
(三)课堂总结、点评
本节课主要学习了以下内容
1.电磁波的产生和发射条件。
2.开放电路的结构和特点。
3.电磁波的发射过程和接收过程
(四)课余作业
完成p92“问题与练习”中的题目。
阅读p91“科学足迹”。
预习下一节:电磁波的发射和接收。
附:巩固训练
1.电磁波的调制有哪两种方式
2.什么叫电谐振
3.调谐过程中,若接收同一波段内的不同信号,通常是改变电路中哪个元件的值
4.发射电磁波为什么要用开放电路
5.接收电磁波信号时,为什么要调谐
6.调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号,要收到该电台的信号,应该怎么办
参考答案:
1.电磁波的调制有调幅和调频两种方式。
2.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,这种现象叫电谐振。
3.调谐过程中,通常是改变调谐电路中电容器的电容。
4.振荡电路要有效地向外发射电磁波必须具备两个条件:(1)有足够高的振荡频率.(2)振荡电路的电场和磁场要尽量分散到大的空间,只有开放电路才能满足这两个条件,因此,发射电磁波要使用开放电路。
5.在空间里有大量的不同频率的电磁波传播.要接收到其中某一频率的信号,必须使这一信号在接收电路中引起电谐振,因此必须进行调谐。