电磁波的利用与防护(福建省福州市鼓楼区)

PAGE 普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4（鲁科版） 福州格致中学颜有虹教案 - 4 - CH Ⅲ 电磁波 2、电磁波的发射与接收 3、电磁波的利用与防护（2课时） 教学目标： 1. 知识与技能 （1） 了解无线电发射装置的基本组成．理解开放电路和调制的意义 （2） 理解调谐和检波的作用及原理 （3） 了解无线电波的波长范围 2. 过程与方法：通过对振荡电路中个物理量的分析，培养分析能力和逻辑推理能力并培养表述物理问题的能力。 教学重难点：调制的意义及高频调幅电流的波形，调谐和检波的原理 教学器材：FLASH课件 教法学法：计算机辅助教学问题、分析法 教学过程设计: 1. 电磁波的发射： 1、 复习提问：什么叫电磁波？电磁波是怎样形成的？答：（略）． 周期性变化的电场和磁场由近及远地传播形成电磁波；振荡电流周有周期性变化的电场和磁场；振荡电路可以产生振荡电流．那么，能不能说，有一个LC振荡电路就可以向外发送电磁波呢？ 2、 开放式回路 我们学习机械波时已经知道，波的传播过程不仅是振动的运动形式传播的过程，而且也是能量的传播过程．同样，电磁波的传播过程，也是向外辐射能量的过程．怎样才能向外辐射更多的能量？ 向学生说明，LC振荡电路，即闭合电路，辐射出去的能量极少，不能用来发射电磁波．只有把电场或磁场分散到尽可能大的空间，才能更有效地把电磁波的能量传播出去． 如果把振荡电路的电容器两板张开一些，电场线就会向外扩展一些．把两板整个翻转过来，就可以使电场和磁场敝露在外部空间．把电容器的上板做成天线架设在空间，把电容器的下板埋在地里，成为地线，这样，组成了能够向外发射电磁波的开放电路． 振荡电路的L、C决定了振荡电流的频率，即电磁波的频率．通过L和L1的电磁感应，开放电路中有同样频率的振荡电流，并向外发射电磁波． 天线的形状、大小由电磁波的频率决定，波长越长，所需天线也越长．无线电广播选用波长较长的电磁波，需架设很大很大的天线．电视所用的电磁波波长较短，天线则做成不大的蝴蝶状，架设在楼顶上或发射塔尖上．天线的形状还由它所发送的电磁波担负的任务决定．例如，雷达天线为了具有很强的方向性而做成抛物面状． 3、 调制 有了开放电路是否就可以将声音讯号变成音频电流直接发送出去呢？列举下列几个事实供学生思考． 输电线路中通有电流很大的频率为50赫兹的交流电，它也能引起周围空间有变化的磁场和电场，如果把电话线架在它的附近，就会使电话线中产生同频率的感应电流，耳机里听到嗡嗡的干扰声．如果把电话线移到马路的另一侧架设，这种干扰就基本消除． 无线电广播采用频率为几百千赫的电磁波，可以传到几百千米远的地方，电视采用频率为几百、几千兆赫的电磁波，就可以传到三万六千千米远的同步通讯卫星上。 以上事实说明，振荡电流的频率越高，向外辐射电磁波能量的本领也越强．单位时间内辐射出去的能量，与电磁波频率的四次方成正比． 要想电磁波传得远，就必须使用高频率的电磁波．但我们要传递的讯号却又不是这些等幅高频振荡电流，而是一些低频讯号，如：声音讯号频率只有几百至几千赫兹，图像讯号频率也不过上万赫兹，不可能把它们直接发送出去． 这就好像把沉重的货物运到远方去，把货物放在地上向前拖，极为困难，无法达到遥远的目的地；开着汽车虽然很容易到达目的地，但我们需要的并不是汽车而是货物，那么我们总是先把货物装上汽车，汽车驶向目的地，到了目的地再把货物从汽车上卸下来． 在电磁波发射技术中，高频等幅振荡电流就好比是运货的汽车，“汽车”出发之前，需要给它装上“货物”———要传送的声音、图象等讯号．这个“装上货物”的过程就是调制． 向学生指出调制、调制器的定义． 调制：使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调 ... ...