1. 無線電波的發(fā)射
師：請學(xué)生討論普通的LC振蕩電路能否有效發(fā)射電磁波？
學(xué)生討論。
生：在普通的LC振蕩電路中，電場主要集中在電容器極板之間，磁場主要集中在線圈內(nèi)部。 電磁振蕩過程中，電場能量和磁場能量的相互轉(zhuǎn)換主要是在電路內(nèi)部完成，輻射的能量很少。不能有效發(fā)射電磁波
師：有效發(fā)射電磁波需要什么條件？
學(xué)生閱讀課本中的相關(guān)內(nèi)容。
師生總結(jié)：要有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須滿足以下條件：
(1)必須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中，才能有效地傳播電磁場的能量。
引導(dǎo)學(xué)生討論：如何改造普通LC振蕩電路，使其能夠有效發(fā)射電磁波？
經(jīng)過師生討論，引入了開路的概念。 將閉路變?yōu)殚_路，可以有效地發(fā)射電磁波。
如圖所示，是由閉路變?yōu)殚_路的示意圖。
老師：無線電波是由開路發(fā)射的。
說明：在實際應(yīng)用中，常常將開路的下端接地。 連接到大地的電線稱為地線。 線圈的上部連接著一根相對較高的導(dǎo)線，稱為天線。 天線和地線形成開路電容器，通過這種開路發(fā)射電磁波。 電視發(fā)射塔建得很高，是為了將電磁波傳輸?shù)酶h。 在實際傳輸無線電波的設(shè)備中，需要將振蕩電路耦合到開路，如圖所示。
振蕩電路產(chǎn)生的高頻振蕩電流通過L2和L1之間的互感使L1也產(chǎn)生相同頻率的振蕩電流。 振蕩電流在開路中激發(fā)無線電波并將其發(fā)射到周圍環(huán)境。
師：發(fā)射電磁波的目的是利用電磁波來傳輸某種信號。 例如，無線電報傳輸代碼符號，無線電廣播傳輸聲音，電視廣播不僅傳輸聲音還傳輸圖像。 這就要求發(fā)射的電磁波隨信號而變化。 電磁波如何傳輸這些信號？
說明：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，如果將此電信號加到高頻等幅振蕩電流中，那么高頻振蕩電流攜帶該信號產(chǎn)生的電磁波就會與要發(fā)射的信號一起發(fā)射出去。 。 將要傳輸?shù)男盘柤由细哳l恒幅振蕩電流，使電磁波隨各種信號變化的技術(shù)稱為調(diào)制。
執(zhí)行調(diào)制的設(shè)備稱為調(diào)制器。 要傳輸?shù)碾娦盘柗Q為調(diào)制信號。
用調(diào)制信號改變高頻振蕩電流的幅度稱為幅度調(diào)制（AM）。
用調(diào)制信號改變高頻振蕩電流的頻率稱為頻率調(diào)制（FM）。
右圖是調(diào)幅裝置的示意圖。 連接在振蕩器和線圈之間的麥克風(fēng)是最簡單的調(diào)制器。 聲源發(fā)出的聲音振動使麥克風(fēng)中的碳顆粒由松散變?yōu)榫o密。 它的電阻也會發(fā)生時大時小的變化。 因此，雖然振蕩器產(chǎn)生高頻恒幅振蕩電流，但線圈中卻流過隨聲音變化的高頻調(diào)幅電流。 由于線圈的互感，這種高頻調(diào)幅電流也從開路中發(fā)出。 。 這種電磁波稱為調(diào)幅波。 （多媒體演示：AM波）
（用示波器觀察AM波形）
2. 無線電波的接收
師：導(dǎo)體放置在電磁波傳播空間中，會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 傳導(dǎo)時感應(yīng)電流的頻率與激發(fā)它的電磁波的頻率相同。 因此，通過使用放置在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體，可以接收電磁波。 這樣的導(dǎo)體就是接收天線。
在無線電技術(shù)中物理選修1-14.3電磁波的發(fā)射和接收教學(xué)設(shè)計，采用由天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。
說明：世界上有許多廣播電臺、電視臺和各種無線電通訊設(shè)備。 它們不斷地向空氣中發(fā)射不同頻率的電磁波。 這些電磁波以不同程度的強度滲透到我們周圍。 如果胡亂接收，信號必然會混亂、不清楚，達不到傳遞信息的目的。 因此，我們在接收電磁波時，首先要從眾多電磁波中選擇我們需要的電磁波，這通常稱為頻道選擇。 這就需要設(shè)法讓我們需要的電磁波在接收天線中激發(fā)出最強的感應(yīng)電流。 在無線電技術(shù)中，利用電諧振來實現(xiàn)這一目的。 當接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強。 這種現(xiàn)象稱為電共振，相當于機械振動中的共振。
（用示波器觀察電諧振波形）
老師：接收電路中產(chǎn)生電諧振的過程稱為調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路稱為調(diào)諧電路。
圖為收音機的調(diào)諧電路。 調(diào)節(jié)可變電容器的電容量，改變調(diào)諧電路的頻率，使其與要接收的電臺發(fā)射的電磁波的頻率相同。 該頻率的電??磁波在調(diào)諧電路中激發(fā)出強烈的感應(yīng)電流，從而選擇廣播電臺。 。 （調(diào)優(yōu)過程演示）
說明：收音機接收到調(diào)制后的高頻振蕩電流（相應(yīng)圖上有說明），該電流通過收音機的耳機或揚聲器，但并不使它們振動發(fā)聲。 為什么？ 假設(shè)某一個半周期電流的作用是使振動板朝某個方向運動，那么下一個半周期的電流幾乎會產(chǎn)生同樣的作用，使振動板朝相反方向運動。 高頻電流的周期很短，半周期更短，振動盤的慣性相當大，所以在振動盤有時間在電流作用下向某個方向運動之前，有一個幾乎同樣大的力使其向相反方向移動。 結(jié)果，振動板實際上并不振動。 要聽到聲音物理選修1-14.3電磁波的發(fā)射和接收教學(xué)設(shè)計，必須從高頻振蕩電流中檢測到聲音信號，揚聲器（或耳機）中的運動片隨著聲音信號而振動。
對接收到的高頻振蕩電流所攜帶的調(diào)制信號進行檢測的過程稱為檢波。 檢波是調(diào)制的逆過程，因此也稱為解調(diào)。 由于調(diào)制方式不同，檢測方法也不同。 檢測到的信號被放大并再現(xiàn)后，我們就可以聽到或看到它。
下面介紹無線電中 AM 波的檢測。
右圖是晶體二極管檢測電路，利用晶體二極管的單向?qū)щ娦赃M行檢測。 調(diào)諧電路中產(chǎn)生的是調(diào)幅高頻振蕩電流。 L1和L2繞在同一磁棒上。 由于互感，L2上產(chǎn)生高頻交流電壓。 由于二極管的單向?qū)щ娦裕ㄟ^它的是單向脈動電流。 這種單向脈動電流既有高頻成分，也有低頻聲音信號。 高頻成分基本通過電容C（回顧旁路電容），剩余的音頻電流通過耳機產(chǎn)生聲音。 （用示波器觀察檢測過程）其實是一個晶體二極管收音機的電路圖。 這款收音機聲音很小，只能打開收聽當?shù)貜V播電臺。 為了提高收音機的接收性能，需要使用放大器來放大微弱的信號。 圖片 這是帶有放大器的收音機的框圖。 天線和調(diào)諧電路接收到的高頻調(diào)幅電流首先經(jīng)過放大器放大，然后經(jīng)過低頻檢波和放大。 放大的音頻電流被發(fā)送到揚聲器，使它們發(fā)出聲音。
我們來看看通過調(diào)幅和調(diào)頻的無線電波發(fā)射和接收的整個過程。
(1)AM發(fā)射和接收。 （實驗演示）
(2)調(diào)頻發(fā)射和接收。 （實驗演示）
明喻：
高頻電流火車音頻電流商品
調(diào)制 傳輸 傳播 調(diào)諧 解調(diào)
裝載出庫操作 入庫卸貨
師：我們來看一下無線電波的分段。 （投影）
帶內(nèi)波長頻率傳播法的主要用途
長波30 000 m~3 000 m10 kHz~100 kHz地波超遠程無線通信導(dǎo)航
中波 3 000 m~200 m100 kHz~1 500 kHz 地波和天波 AM 無線電廣播、電報、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10m~1~近似直線傳播FM廣播、電視、導(dǎo)航
分米波 1 m~0.1 m300 MHz~3 000 MHz 直線傳播 電視、雷達、導(dǎo)航
厘米波 10 cm~1 cm3 000 MHz~30 000 MHz
毫米波 10 mm~1 ~300 000 MHz
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