第15讲 无线电波的发射和接收 电磁波谱（原卷版）-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第二册）

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知识精讲
第15 讲 无线电波的发射和接收与电磁波谱
课程标准 课标解读
1.知道电磁波的发射、传播和接收。
2.演示赫兹实验，体会理论预言在科学发
展中的作用，以及实验证据对新理论的支
撑作用。
3.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波
的名称、特征和典型应用。
1.知道有效地发射电磁波的两个条件.
2.了解调制、调幅、调频、电谐振、调谐、解调在电
磁波发射、接收过程中的作用．
3.了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光
与无线电波一样，也是电磁波.
4.了解不同波长电磁波的特性及其主要用途．
知识点 01 无线电波的发射和接收
（一）无线电波的发射
1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：
(1)要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大．
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路．
2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地
架在空中的天线相连．
3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术．调制分为调幅和调频．
(1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制方法．
(2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制方法．
（二）无线电波的接收
1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁
波，这个导体就是接收天线．
2．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这
种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振．
(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．
(2)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．
（三）电视广播的发射和接收
1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播．
2．高频电视信号的三种传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输．
3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的信号转变为图像信号和伴音信号．
【知识拓展 1】
（一）无线电波的发射
1．有效发射电磁波的条件
要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：
(1)要有足够高的振荡频率．频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信
号运载才能将其更有效地发射出去．
(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图.
2．调制
(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.
(2)调制的分类
① 调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示．
② 调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示．
（二）无线电波的接收
1．无线电波的接收原理
利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流．
2．方法
(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强．
(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来．
(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产
生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程．
（三）调谐电路的调节，要特别注意三个方面的问题
(1)调节方向：由题中情景准确判断出电路的固有频率应该调大还是调小．
(2)频率公式
f
＝，根据(1)中的调节方向，可进一步准确判定电容
C
和电感
L
是该调大还是调小．
(3)决定电容和电感大小的因素：决定电容大小的因素是极板正对面积
S
、极板间距
d
、介电常数
ε
r；决定
电感大小的因素是线圈匝数、线圈粗细、长短、有无铁芯．这样就可以在(2)的基础上做出最准确的细微
调节．
【即学即练1】电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体
生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造
成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的
电磁辐射能量）不超过0.15W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若
它的电磁辐射功率是 7.5W，则人体与该装置的安全距离至少为（　　）
A．2.0m B．3.0m C．4.0m D．6.0m
知识点 02 电磁波谱
（一）电磁波谱
1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成谱，叫作电磁波谱．
2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由
于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．
（二）电磁波的特性及应用
1．无线电波：波长大于 1 mm(频率低于 300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号
传输．
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微
波．
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