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無(wú)線電波的發(fā)射和接收 教學(xué)目標(biāo) 了解有效發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件，了解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、電諧振的概念及相互關(guān)系，能解釋無(wú)線電波的發(fā)射、接收過(guò)程。 了解電視廣播的發(fā)射和接收的原理與過(guò)程。 領(lǐng)會(huì)高頻電磁波在無(wú)線電波發(fā)射與接收過(guò)重中的重要作用 教學(xué)重點(diǎn)： 1. 了解有效發(fā)射無(wú)線電波的條件。 2. 了解無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程。 教學(xué)難點(diǎn)： 1.了解無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程。
教學(xué)過(guò)程
知識(shí)回顧 1、LC振蕩電路的周期與哪些因素有關(guān)？具體的表達(dá)式是什么？ 2、電磁場(chǎng)理論是誰(shuí)先提出來(lái)的？又是誰(shuí)證實(shí)了電磁場(chǎng)理論？ LC振蕩電路的周期與電容器的電容、電感器的自感系數(shù)有關(guān)，表達(dá)式是 麥克斯韋首先提出了電磁場(chǎng)理論，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁場(chǎng)理論 新知探究 當(dāng)你在和朋友通過(guò)手機(jī)聊天的時(shí)候，朋友在很遠(yuǎn)的地方說(shuō)話，聲音卻是從手機(jī)里傳出來(lái)；你用手機(jī)看視頻的時(shí)候，視頻從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳到你的手機(jī)上；中央臺(tái)的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)，你在電視機(jī)前觀看，現(xiàn)場(chǎng)各種攝像機(jī)拍攝的畫面不停的傳到電視機(jī)上……這些聲音、畫面是通過(guò)什么方式從遙遠(yuǎn)的地方傳過(guò)來(lái)的呢？ 要了解這些聲音、畫面等是如何能在這么遠(yuǎn)距離傳播的，我們首先得知道他們傳播的載體是什么。 話筒、攝像機(jī)可以利用各種傳感器將聲音、畫面轉(zhuǎn)換成幅度、頻率、相位變化的電信號(hào)，這些信號(hào)再通過(guò)某種方式傳播到接收者這邊，接收者需要有一些設(shè)備將這些電信號(hào)再轉(zhuǎn)換成聲音、圖像，就可以聽到聲音、看到畫面了。 那么這些信號(hào)是如何能夠傳播這么遠(yuǎn)距離的呢？這節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)無(wú)線電波的發(fā)射和接收。 一、無(wú)線電波的發(fā)射 1、什么是無(wú)線電波呢？ 無(wú)線電技術(shù)中使用的電磁波叫無(wú)線電波，所以無(wú)線電波就是一種電磁波 2、無(wú)線電波是如何能發(fā)射出去的？ 在普通的 振蕩電路中，電場(chǎng)主要集中在電容器的極板之間，磁場(chǎng)主要集中在線圈內(nèi)部。在電磁振蕩的過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能主要是在電路內(nèi)相互轉(zhuǎn)化，輻射出去的能量很少，不能有效地發(fā)射電磁波。怎樣才能有效的發(fā)射電磁波呢？ 有效發(fā)射電磁波的條件 第一，要有足夠高的振蕩頻率。振蕩電路向外界輻射能量的本領(lǐng)，與振蕩頻率密切相關(guān)。頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大。 第二，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。 可以通過(guò)改造LC震蕩電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁波的發(fā)射。將電容器兩個(gè)極板拉開，增大板間距，減小正對(duì)面積，從而使電場(chǎng)和磁場(chǎng)擴(kuò)展到外部空間去。 實(shí)際應(yīng)用 二、信號(hào)的調(diào)制 1、能否將各種信號(hào)直接發(fā)射出去？ 信號(hào)所包含的消息比較復(fù)雜，有時(shí)候不滿足發(fā)射的條件，不適合直接發(fā)射 2、如何將信號(hào)裝載到高頻電磁波上？ 調(diào)制：使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù) ①調(diào)幅：使高頻電磁波（載波）的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變，用AM表示 ②調(diào)頻：使高頻電磁波（載波）的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變。用FM表示 三、無(wú)線電波的接收 1.接收原理和設(shè)備 ①原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體遇到電磁波會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ②設(shè)備：接收天線 思考：空間中充滿各種電磁波，如果都接收下來(lái)，必然是一片混亂，這就要設(shè)法使我們所想接收的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。如何實(shí)現(xiàn)篩選呢？（提示：根據(jù)振蕩電路頻率的影響因素，結(jié)合共振原理猜測(cè)） ③篩選信號(hào)裝置：調(diào)諧電路 電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。這種現(xiàn)象叫作電諧振，相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振 四、解調(diào)：還原聲音和圖像信號(hào) 解調(diào)：把聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái) 五、電視廣播的發(fā)射和接收 1.電視信號(hào)的采集過(guò)程與發(fā)射 2.電視信號(hào)的主要傳播方式 3.電視信號(hào)的接收 六、課堂訓(xùn)練 1．關(guān)于高頻電視信號(hào)的發(fā)射和接收，下列說(shuō)法中不正確的是（　　） A．要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過(guò)程 B．音頻電流的頻率比較低，不能直接用來(lái)發(fā)射電磁波 C．當(dāng)接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng) D．為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是閉合電路 2．抗擊新冠肺炎疫情的戰(zhàn)斗中，中國(guó)移動(dòng)攜手“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”推出了武漢實(shí)景24小時(shí)直播，通過(guò)5G超高清技術(shù)向廣大用戶進(jìn)行九路信號(hào)同時(shí)直播武漢城市實(shí)況，全方位展現(xiàn)鏡頭之下的武漢風(fēng)光，共期武漢“復(fù)蘇”。5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，其最顯著的特征之一為具有超高速的數(shù)據(jù)傳播速率。5G信號(hào)一般采用3.3×109~6×109 Hz頻段的無(wú)線電波，而第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G的頻段范圍是1.88×109~2.64×109 Hz，則（　　） A．5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中傳播的更快 B．5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過(guò)障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 C．空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)相遇會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波 3．電磁波已廣泛運(yùn)用與很多領(lǐng)域，下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法符合實(shí)際的是（　　） A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B．常用的遙控器通過(guò)紫外線脈沖信號(hào)來(lái)遙控電視機(jī) C．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 D．不同頻率的光在真空中傳播的速度不同 4．出海捕魚的漁船，船長(zhǎng)會(huì)通過(guò)海事對(duì)講機(jī)電臺(tái)來(lái)與甲板上的船員溝通，在這個(gè)過(guò)程中需要使海事對(duì)講機(jī)接收頻率與電臺(tái)頻率相同，船員才能用海事對(duì)講機(jī)接收信號(hào)，與此過(guò)程原理相似的是（　　） A．樂(lè)器利用共鳴腔提高聲音的響度 B．調(diào)節(jié)共振篩的振動(dòng)頻率，以較小的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)質(zhì)量較大的篩箱 C．在較空曠地方高聲喊，能聽到回聲 D．在大廈底部安裝阻尼器以減小大風(fēng)天氣時(shí)大廈的晃動(dòng)幅度 5．電視機(jī)的室外天線能把電信號(hào)接收下來(lái)，原因是（　　） A．天線處于變化的電磁場(chǎng)中，產(chǎn)生的電流輸送給LC回路 B．天線只處于變化的電場(chǎng)中，產(chǎn)生的電流輸送給LC回路 C．天線只是有選擇地接收某電臺(tái)信號(hào)，而其他電臺(tái)信號(hào)不接收 D．天線將電磁波傳輸?shù)诫娨暀C(jī)內(nèi) 6.調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號(hào)，如果要接收到這個(gè)電臺(tái)的信號(hào)，應(yīng)該采取的措施是（　　） A．增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B．加大電源電壓 C．增加調(diào)諧電路中的電容 D．將線圈中的鐵芯抽出 7.．2019年央視春晚深圳分會(huì)場(chǎng)首次成功實(shí)現(xiàn)4K超高清內(nèi)容的5G網(wǎng)絡(luò)傳輸。2020年我國(guó)將全面進(jìn)入5G萬(wàn)物互聯(lián)的商用網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代。所謂5G是指第五代通信技術(shù)，采用3300~5000MHZ頻段的無(wú)線電波。現(xiàn)行的第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G，其頻段范圍是1880~2635MHZ。5G相比4G技術(shù)而言，其數(shù)據(jù)傳輸速度提升了數(shù)十倍，容量更大，時(shí)延大幅度縮短到1毫秒以內(nèi)，為產(chǎn)業(yè)革命提供技術(shù)支撐。根據(jù)以上內(nèi)容結(jié)合所學(xué)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法正確的是（　　） A．4G信號(hào)是縱波，5G信號(hào)是橫波 B．4G信號(hào)和5G信號(hào)相遇能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 C．4G信號(hào)比5G信號(hào)更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．4G信號(hào)比5G信號(hào)在真空中的傳播速度更小 七、小結(jié)

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