高中物理《無線電波的發(fā)射和接收》課件三（25張PPT）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 無線電波的發(fā)射和接收 無線電波的波段分布 根據(jù) 波長 頻率 無線電波的傳播方式 問題討論 為什么不同波段的無線電電波采用不同的傳播方式 長波 波長較長 容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 長波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過障礙物 大山 高大建筑物 長波容易被電離層吸收 短波容易被電離層反射 微波容易穿過電離層 微波 頻率很高 直線傳播 實(shí)用通信廣播衛(wèi)星 中國試驗(yàn)通信衛(wèi)星 東方紅2號 電磁波的有效發(fā)射必須具有 1 要有足夠高的振蕩頻率 2 振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間 為了發(fā)射電磁波 需要改進(jìn)振蕩電路 一方面增大電容器極板間距離 減少正對面積 另一方面減少線圈的匝數(shù) 以減少自感 這樣既提高了振蕩頻率又將磁場和電場分散到較大空間 這種電路叫做開放電路 1 發(fā)射電磁波的條件 2 開路電路 一 電磁波的發(fā)射 在實(shí)際應(yīng)用中 開放電路的下部分導(dǎo)線通常接地 叫做地線 上部分導(dǎo)線盡可能分散到高處 叫做天線 電磁波就是通過天線和地線所組成的開放電路發(fā)射出去的 為了使開放電路中產(chǎn)生振蕩電流 常用如圖所示的方法 使振蕩器的線圈L2靠近開放振蕩電路的線圈L1 當(dāng)振蕩器中產(chǎn)生振蕩電流時(shí) 由于互感作用 就可以在開放振蕩電路中產(chǎn)生相同頻率的振蕩電流 這種方法叫做感應(yīng)耦合 發(fā)射端 問題 我們要傳遞的訊號不是等幅高頻振蕩電流 而是一些低頻訊號 如 聲音訊號頻率只有幾百至幾千赫茲 圖象訊號頻率也不過上萬赫茲 能否把它們直接發(fā)送出去 類比 電磁波發(fā)射 汽車運(yùn)貨 貨物 要傳送的聲音 圖象等訊號 裝上貨物 的過程 調(diào)制信號過程 常用的調(diào)制方式有調(diào)幅和調(diào)頻兩種 1 調(diào)幅 高頻電流或電壓的振幅隨信號改變 這種調(diào)制叫做調(diào)幅 用AM表示 2 調(diào)頻 使高頻電流或電壓的頻率隨信號改變的調(diào)制方式叫做調(diào)頻 用FM表示 為了傳送聲音 文字 圖象等信號 首先要把傳遞的信號轉(zhuǎn)變成電信號 但這種電信號的頻率較低 不能直接發(fā)射出去 需要將這種低頻電信號加到高頻振蕩電流上發(fā)射出去 這種要把傳遞的電信號 叫做調(diào)制信號 加到高頻振蕩電路 叫做載波 上的過程叫做調(diào)制 進(jìn)行調(diào)制的裝置叫做調(diào)制器 聲音信號的調(diào)制過程 調(diào)幅 AM 中波和短波波段 調(diào)頻 FM 微波 甚高頻和超高頻波段 調(diào)幅波的形成 調(diào)頻波的形成使高頻振蕩電流的頻率隨調(diào)制信號而改變叫做調(diào)頻 調(diào)頻廣播 FM 和電視廣播都采用調(diào)頻的方法來調(diào)制 通常使用微波中的甚高頻 VHF 和超高頻 UHF 波段 例如 以調(diào)幅方式調(diào)制的無線電廣播 其發(fā)射原理如圖所示 話筒將聲音變成音頻信號 經(jīng)音頻放大器放大后 再進(jìn)入調(diào)制器 同時(shí)送入調(diào)制器的還有載波 信號經(jīng)調(diào)制后耦合到發(fā)射天線向外發(fā)射 無線廣播發(fā)射器 二 電磁波的接收 電磁波在空間傳播時(shí) 如果遇到導(dǎo)體制成的天線 由于電磁感應(yīng) 天線中就會產(chǎn)生與電磁波頻率相同的感應(yīng)電流 這樣就可以接收電磁波 但是 在地球周圍空間存在著各種不同頻率的電磁波 在無線電技術(shù)中 可以利用電諧振來選取我們需要的電磁波 選臺 無線電視接收天線 收音機(jī) 無線電接收機(jī) 調(diào)諧 利用 電諧振 現(xiàn)象 檢波 解調(diào) 接收 從接收到的高頻振蕩電流中 檢 出所攜帶的調(diào)制信號過程 叫做檢波 檢波是調(diào)制的逆過程 因此也叫解調(diào) 1 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)象叫做電諧振 相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振 2 使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧 能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路 在收音機(jī)中一般都是用自感線圈和可變電容器來組成調(diào)諧電路的 3 檢波 從接收到的高頻振蕩中 檢 出所攜帶的信號 叫做檢波 它是調(diào)制的逆過程 因此也叫解調(diào) 接收過程 電磁波帶來的發(fā)展 人們利用電磁波發(fā)展了無線電技術(shù) 電磁波給人類社會帶來了深刻而又巨大的變化 由此開辟了電子技術(shù)的新時(shí)代 今日的天空 已充滿了各種頻率不同 功率不同 傳遞信息各異的電磁波 由于電磁波的存在以及無線電技術(shù)的飛躍發(fā)展 人類才能在遙遠(yuǎn)的他鄉(xiāng) 聽到和看到親人的音容笑貌 電報(bào) 廣播 電視靠它傳遞 衛(wèi)星靠它控制 導(dǎo)航 看不見的電波 使得人類社會的發(fā)展日新月異 副作用 盡管電磁波為人類造福 但也給人類帶來某些害處 它會干擾人體生理節(jié)律 破壞免疫機(jī)能 引起頭疼 失眠等癥狀 常被人們稱為 無形殺手 1995年4月 美國一架飛機(jī)在航行中 由于機(jī)上有人使用手機(jī) 使機(jī)上的電子設(shè)備全部失靈 飛機(jī)偏離了航線 所以 電磁污染對人類生存環(huán)境的干擾已成為環(huán)境科學(xué)中的新課題 電視和雷達(dá) 一 電視 1 電視實(shí)現(xiàn)了景象的 包括伴音 的傳送 擔(dān)當(dāng)著圖像 包括伴音 信號的發(fā)射 接收和還的任務(wù) 2 電視信號的發(fā)送 在電視發(fā)射端 用攝像管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號 對高頻振蕩進(jìn)行調(diào)制 然后通過天線把帶有信號的電磁波發(fā)射出去 包括伴音 3 電視信號的接收 接收端通過調(diào)諧 檢波將電信號送到顯像管 由顯象管將電信號還原成圖像 接收端同時(shí)將伴音信號還原成聲音 4 電視傳遞的是活動(dòng)景象 攝像機(jī)每秒要傳送25張畫面 電視接收機(jī)也以相同的速率在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面 由于更換迅速和視覺暫留 人感覺到的便是活動(dòng)影像 2 雷達(dá)是利用電磁波遇到障礙物 如飛機(jī)等 發(fā)生反射來工作的 雷達(dá)采用的是微波 二 雷達(dá) 1 雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全