資源簡介

教學設計
課程基本信息
課題 無線電波的發射和接收
教學目標
1. 了解有效地發射電磁波的兩個條件。了解調制、調幅、調頻、調諧、解調、電諧振的概念及其相互關系。能解釋無線電波發射、接收的過程。 2. 了解電視廣播的發射與接收的原理和過程。 3. 領會高頻電磁波在無線電波發射和接收中的重要作用。
教學內容
教學重點： 1.了解無線電波發射與接收的原理。
2.解釋無線電波發射、接收的過程。
教學難點： 了解調制、調幅、調頻、調諧、解調、電諧振的概念及其相互關系。
教學過程
一、問題引入 視頻引入：學習新課之前先跟大家分享一段視頻，視頻來源于電影《英雄兒女》，提醒學生在觀看視頻的過程中，注意影片中信息的傳輸方式。 視頻：《英雄兒女》片段 視頻中戰斗英雄王成通過無線電臺的一句“向我開炮”響徹陣地，也喊出了中國人民保家衛國，御敵于國門之外的決心，這句話也通過電磁波傳播到了祖國的各個角落。（對學生進行愛國主義教育） 圖片展示：電視廣播、無線電通信、航天航空 在信息技術高速發展的今天，電磁波對我們來說越來越重要，無論是廣播、電視還是無線電通信以及航空、航天中的自動控制，都離不開電磁波。在無線電技術中使用的電磁波叫無線電波。無線電波又分為長波、中波、短波和微波。 二、無線電波的發射 設問：無線電波的發射和接收裝置是怎樣的呢？無線電波是怎樣發射的呢？ 實驗視頻：展示無線電波的發射和接收裝置，簡略說明無線電波的發射過程。 通過實驗我們知道了無線電波的發射裝置實際就是LC振蕩電路。 圖片展示：普通LC振蕩電路 在普通的LC振蕩電路中，電場主要集中在電容器的兩極板間，磁場主要集中在線圈內部，在電磁振蕩過程中，電場能和磁場能主要在電路內部相互轉化，輻射出去的能量很少。 為了能夠有效發射電磁波，我們需要把振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能打的空間，將電容器兩個極板拉開，增大電容器極板間的距離，減小極板的正對面積，這樣的振蕩電路就成為開放電路。 圖片展示：由閉合電路變成開放電路、實際應用中的開放電路 實際應用中的開放電路，線圈一端用導線與大地相連，叫作地線，另一端與架在空中的天線相連（說明這里描述的天線用于長波、中波、短波的無線電廣播和通信。電視廣播和微波通信的天線，在結構和原理上都與這種天線不同）。 旁邊的振蕩器又有什么作用呢？（聯系實驗中的無線電發射裝置中也有高頻振蕩器）原來電磁波的頻率與振蕩電路的頻率相同，所以需要振蕩器產生高頻振蕩，而發射電磁波恰需要足夠高的振蕩頻率，且頻率越高，發射電磁波的本領就越大。綜上： 1、有效發射電磁波，振蕩電路必須具有如下兩個特點： （1）足夠高的振蕩頻率 （2）開放電路 2、調制 同學們，發射無線電波實際是為了傳遞信號，電磁波實際就是信號的“載體”。（1）載波：用來攜帶信號的高頻電磁波。 圖片展示：載波 使載波隨各種信號而改變的技術叫作調制，強調調制是無線電發射過程中最重要的環節之一。調制分為兩種： （2）調幅（AM）：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變。 圖片展示：調幅波 （3）調頻（FM）：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變。 圖片展示：調頻波 3、發射無線電波的目的：傳遞信息（信號） 圖片展示：北斗導航衛星、手機通信、嫦娥5號（再次進行愛國主義教育） 提問：經過調制好的信號通過開放電路發射出去，我們怎樣接收呢？ 三、無線電波的接收 實驗：分別用調諧接收器、表頭接收器、聲光接收器接收發射器發出的電磁波。 通過實驗我們發現電磁波在傳播時遇到導體，會使導體中產生感應電流，在實驗中電路中的發光二極管發光、表頭接收器中的電流表指針發生了偏轉，說明電路中產生了感應電流。因此，空中的導體可以用來接收電磁波，這就是天線。 圖片展示：不同形狀的接收天線 我們頭頂的天空有各種頻率的電磁波，我們用調諧電路把需要的電磁波選擇出來，實驗中三個接收裝置都有調諧電路。 圖片展示：收音機的調諧電路 調節可變電容器改變電路的固有頻率，使它跟接收的電磁波頻率相同，這樣電路中激起的感應電流最強，我們稱這種現象為電諧振，相當于機械振動中的共振。 1、調諧 使電路中產生電諧振的過程做調諧。 2、解調 通過調諧電路接收到的高頻電流，還不是我們需要的聲音或圖像信號，因此還要把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出了，這是調制的逆過程，所以叫做解調，強調解調是無線電接收過程中最重要的環節之一。調幅波的解調也叫檢波。 四、電視廣播的發射和接收 電視廣播信號也是一種無線電信號，我們可以通過兩張圖片簡單了解電視廣播的發射和接收 圖片展示：電視廣播的發射 說明電信號是可以進行有線傳輸的，但是由于失真、損耗等原因很難遠距離傳輸。高頻信號的傳輸方式有三種，不同的方式采用頻率不同的電磁波，采取不同的調制方式。 圖片展示：電視廣播的接收 提示學生，解調后我們得到原來的信號，需要經過放大就可以在揚聲器、顯示設備中重現了。 最后以一段電影《戰狼2》的視頻結束我們的新課，提醒學生注意視頻中信息傳輸的方式。 視頻：《戰狼2》片段 視頻中手機畫面的實時傳輸，手機定位，導彈精確制導都離不開電磁波，當然一句“開火”也彰顯了祖國科技的進步，同學們！大國的崛起勢不可擋。

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