高二物理電磁波的發射和接收知識點
電磁波，（又稱：電磁輻射、電子煙霧）是能量的一種。以下是物理網為大家整理的高二選修1物理學科第四章知識點，希望可以解決您所遇到的相關問題，加油，物理網一直陪伴您。
【教學目標】
（一）知識與技能
1。瞭解無線電波的波長範圍。
2。瞭解無線電波的發射過程和調製的簡單概念。
3。瞭解調諧、檢波及無線電波接收的基本原理。
（二）過程與方法
通過觀察總結了解無線電波的基本應用，瞭解現代技術的應用方法，學會基本原理。
（三）情感、態度與價值觀
通過對無線電波應用原理的基本認識感悟科學技術的價值和重要性。端正科學態度，培養科學的價值觀。
【教學重點】對本節基本概念的理解。
【教學難點】對調諧的理解，無線電波發射與接收過程。
【教學方法】演示推理法和分析類比法
【教學用具】信號源，示波器，收音機，錄音機，調頻發射機，計算機多媒體，實物投影儀等。
【教學過程】
（一）引入新課
師：在信息技術高速發展的今天，電磁波對我們來説越來越重要，無論是廣播、電視還是無線電通信以及航空、航天中的自動控制和通信聯繫，都離不開電磁波。在無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波，那麼無線電波是怎樣發射和接收的呢？這節課我們就來學習電磁波的發射和接收。
（二）進行新課
1。無線電波的發射
師：請同學們討論，在普通LC振盪電路中能否有效地發射電磁波？
學生討論。
生：在普通LC振盪電路中，電場主要集中在電容器的極板之間，磁場主要集中在線圈內部。在電磁振盪過程中，電場能和磁場能的相互轉化主要是在電路內部完成的，輻射出去的能量很少。不能有效地發射電磁波
師：有效地發射電磁波的條件是什麼？
師生總結：要有效地向外發射電磁波，振盪電路要滿足如下條件：
（1）要有足夠高的振盪頻率。
（2）振盪電路的電場和磁場必須分散到儘可能大的空間，才能有效地把電磁場的能量傳播出去。
引導學生討論：如何改造普通的LC振盪電路，才能使它能夠有效地發射電磁波？
師生一起討論後，引出開放電路的概念。將閉合電路變成開放電路就可以有效地把電磁波發射出去。
如圖所示，是由閉合電路變成開放電路的示意圖。
師：無線電波是由開放電路發射出去的。
講解：在實際應用中常把開放電路的下端跟地連接。跟地連接的導線叫做地線。線圈上部接到比較高的導線上，這條導線叫做天線。天線和地線形成了一個敞開的電容器，電磁波就是由這樣的`開放電路發射出去的。電視發射塔要建得很高，是為了使電磁波發射得較遠。實際發射無線電波的裝置中還需在開放電路旁加一個振盪器電路與之耦合，如圖所示。
振盪器電路產生的高頻率振盪電流通過L2與L1的互感作用，使L1也產生同頻率的振盪電流，振盪電流在開放電路中激發出無線電波，向四周發射。
師：發射電磁波是為了利用它傳遞某種信號。例如無線電報傳遞的是電碼符號，無線電廣播傳遞的是聲音，電視廣播傳遞的不僅有聲音，還有圖像。這就要求發射的電磁波隨信號而改變。電磁波是怎樣傳遞這些信號的呢？
講解：在電磁波發射技術中，如果把這種電信號加到高頻等幅振盪電流上，那麼，載有信號的高頻振盪電流產生的電磁波就載着要傳送的信號一起發射出去。把要傳遞的信號加到高頻等幅振盪電流上，使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調製。
進行調製的裝置叫做調製器。要傳遞的電信號叫做調製信號。
使高頻振盪電流的振幅隨調製信號而改變叫做調幅（AM）。
使高頻振盪電流的頻率隨調製信號而改變叫做調頻（FM）。
右圖是調幅裝置的示意圖。接在振盪器和線圈之間的話筒就是一個最簡單的調製器，由聲源發出的聲音振動使話筒裏的碳粒發生時鬆時緊的變化，它的電阻也發生時大時小的變化。所以，雖然振盪器產生的是高頻等幅振盪電流，但是線圈通過的卻是隨聲音而改變的高頻調幅電流。由於線圈的互感作用，從開放電路中發射的也是這種高頻調幅電流。這種電磁波叫調幅波。（多媒體演示：調幅波）
（用示波器觀察調幅波形）
2。無線電波的接收
師：處在電磁波傳播空間中的導體，會產生感應電流，導作中感應電流的頻率與激起它的電磁波頻率相同，因此，利用放在電磁波傳播空間中的導體，就可以接收到電磁波，這樣的導體就是接收天線。
在無線電技術中，用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。
講解：世界上有許許多多的無線電台、電視台以及各種無線電通訊設備，它們不斷地向空中發射不同頻率的電磁波，這些電磁波強弱不等地瀰漫在我們周圍。如果不加選擇地把它們都接收下來，那必然是信號一片混亂，分辨不清，達不到我們傳遞信息的目的。所以，接收電磁波時，首先要從諸多的電磁波中把我們需要的選出來，通常叫做選台。這就要設法使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應電流最強。在無線電技術裏，是利用電諧振來達到這個目的的。當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振盪電流最強。這種現象叫做電諧振，相當於機械振動中的共振。
（用示波器觀察電諧振波形）
師：接收電路產生電諧振的過程叫做調諧，能夠調諧的接收電路叫做調諧電路。
如圖是收音機的調諧電路。調節可變電容器的電容來改變調諧電路的頻率，使它跟要接收的電台發出的電磁波的頻率相同，這個頻率的電磁波在調諧電路里激起較強的感應電流，這樣就選出了這個電台。（演示調諧過程）
講解：收音機接收的經過調製的高頻振盪電流（對應圖講解），這種電流通過收音機的耳機或揚聲器，並不能使它們振動而發聲，為什麼呢，假定某一個半週期電流的作用是使振動片向某個方向運動，下一個半週期電流就以幾乎同樣大的作用使振動片向反方向運動。高頻電流的週期非常短，半週期更短，而振動片的慣性相當大，所以在振動片還沒有來得及在電流的作用下向某個方向運動的時候，就立刻有一個幾乎同樣大的作用要使它向反方向運動，結果振動片實際上不發生振動。要聽到聲音，必須從高頻振盪電流中檢出聲音信號，使揚聲器（或耳機）中的動片隨聲音信號振動。
從接收到的高頻振盪電流中檢出所攜帶的調製信號過程，叫做檢波。檢波是調製的逆過程，因此也叫解調。由於調製的方法不同，檢波的方法也不同。檢波之後的信號再經過放大、重現，我們就可以聽到或看到了。
下面介紹收音機中對調幅波的檢波。
右圖是晶體二極管的檢波電路，是利用晶體二極管的單向導電性來進行檢波的。調諧電路中產生的是經過調幅的高頻振盪電流，L1和L2繞在同一磁棒上，由於互感作用，在L2上產生的是高頻交變電壓。由於二極管的單向導電性，通過它的是單向脈動電流，這個單向脈動電流既有高頻成分，又有低頻的聲音信號，高頻成分基本從電容器C（複習旁路電容器）通過，剩下的音頻電流通過耳機發聲。（用示波器觀察檢波過程）實際上就是一個晶體二極管收音機的電路圖。這種收音機聲音很小，只能用開機收聽本地電台。為了提高收音機的接收性能，需要用放大器把微弱的信號放大。圖示是加有放大器的收音機方框圖。由天線和調諧電路接收到的高頻調幅電流，先通過放大器進行高頻放大，然後進行檢波和低頻放大，放大後的音頻電流輸送到喇叭，使它們發出聲音。
下面我們通過調幅和調頻兩種方式，來看看無線電波發射和接收的全過程。
（1）調幅發射和接收。（實驗演示）
（2）調頻發射和接收。（實驗演示）
比喻：
高頻電流火車 音頻電流貨物
調製發射傳播調諧解調
裝貨出站運行進站卸貨
師：我們再來看一下無線電波的分段。（投影）
波段波長頻率傳播方式主要用途
長波30 000 m~3 000 m10 kHz~100 kHz地波超遠程無線通訊和導航
中波3 000 m~200 m100 kHz~1 500 kHz地波和天波調幅無線電廣播、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10 m~1 m30MHz~300MHz近似直線傳播調頻無線電廣播、電視、導航
分米波1 m~0。1 m300 MHz~3 000 MHz直線傳播電視、雷達、導航
釐米波10 cm~1 cm3 000 MHz~30 000 MHz
毫米波10 mm~1 mm30000MHz~300 000 MHz
（三）課堂總結、點評
本節課主要學習了以下內容
1。電磁波的產生和發射條件。
2。開放電路的結構和特點。
3。電磁波的發射過程和接收過程
（四）課餘作業
完成P92問題與練習中的題目。閲讀P91科學足跡。
預習下一節：電磁波的發射和接收。
附：鞏固訓練
1。電磁波的調製有哪兩種方式？
2。什麼叫電諧振？
3。調諧過程中，若接收同一波段內的不同信號，通常是改變電路中哪個元件的值？
4。發射電磁波為什麼要用開放電路？
5。接收電磁波信號時，為什麼要調諧？
6。調諧電路中可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出仍接收不到某較高頻率電台發出的電信號，要收到該電台的信號，應該怎麼辦？
A。增加調諧電路線圈的匝數B。加大電源電壓
C。減少調諧電路線圈的匝數D。減小電源電壓
參考答案：
1。電磁波的調製有調幅和調頻兩種方式。
2。當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振盪電流最強，這種現象叫電諧振。
3。調諧過程中，通常是改變調諧電路中電容器的電容。
4。振盪電路要有效地向外發射電磁波必須具備兩個條件：（1）有足夠高的振盪頻率。（2）振盪電路的電場和磁場要儘量分散到大的空間，只有開放電路才能滿足這兩個條件，因此，發射電磁波要使用開放電路。
5。在空間裏有大量的不同頻率的電磁波傳播。要接收到其中某一頻率的信號，必須使這一信號在接收電路中引起電諧振，因此必須進行調諧。
6。C
最後，希望小編整理的高二選修1物理學科第四章知識點對您有所幫助，祝同學們學習進步。
