电磁波的发射和接收。

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容要写些什么更好呢？小编为此仔细地整理了以下内容《电磁波的发射和接收》，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

14.3电磁波的发射和接收
【教学目标】
（一）知识与技能
1．了解无线电波的波长范围。
2．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
3．了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
（二）过程与方法
通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。
（三）情感、态度与价值观
通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。
【教学重点】对本节基本概念的理解。
【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。
【教学方法】演示推理法和分析类比法
【教学用具】信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机，计算机多媒体，实物投影仪等。
【教学过程】
（一）引入新课
师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。
（二）进行新课
1．无线电波的发射
师：请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？
学生讨论。
生：在普通LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波
师：有效地发射电磁波的条件是什么？
学生阅读教材有关内容。
师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件：
（1）要有足够高的振荡频率。
（2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。
引导学生讨论：如何改造普通的LC振荡电路，才能使它能够有效地发射电磁波？
师生一起讨论后，引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。
如图所示，是由闭合电路变成开放电路的示意图。
师：无线电波是由开放电路发射出去的。
讲解：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图所示。
振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射．
师：发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢？
讲解：在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
进行调制的装置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。
使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（AM）。
使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频（FM）。
右图是调幅装置的示意图．接在振荡器和线圈之间的话筒就是一个最简单的调制器，由声源发出的声音振动使话筒里的碳粒发生时松时紧的变化，它的电阻也发生时大时小的变化。所以，虽然振荡器产生的是高频等幅振荡电流，但是线圈通过的却是随声音而改变的高频调幅电流．由于线圈的互感作用，从开放电路中发射的也是这种高频调幅电流。这种电磁波叫调幅波。（多媒体演示：调幅波）
（用示波器观察调幅波形）
2．无线电波的接收
师：处在电磁波传播空间中的导体，会产生感应电流，导作中感应电流的频率与激起它的电磁波频率相同，因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波，这样的导体就是接收天线。
在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。
讲解：世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通讯设备，它们不断地向空中发射不同频率的电磁波，这些电磁波强弱不等地弥漫在我们周围。如果不加选择地把它们都接收下来，那必然是信号一片混乱，分辨不清，达不到我们传递信息的目的。所以，接收电磁波时，首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫做选台。这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。在无线电技术里，是利用电谐振来达到这个目的的。当接收电路的固有频率跟接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。这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。
（用示波器观察电谐振波形）
师：接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
如图是收音机的调谐电路。调节可变电容器的电容来改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。（演示调谐过程）
讲解：收音机接收的经过调制的高频振荡电流（对应图讲解），这种电流通过收音机的耳机或扬声器，并不能使它们振动而发声，为什么呢，假定某一个半周期电流的作用是使振动片向某个方向运动，下一个半周期电流就以几乎同样大的作用使振动片向反方向运动．高频电流的周期非常短，半周期更短，而振动片的惯性相当大，所以在振动片还没有来得及在电流的作用下向某个方向运动的时候，就立刻有一个几乎同样大的作用要使它向反方向运动，结果振动片实际上不发生振动．要听到声音，必须从高频振荡电流中“检”出声音信号，使扬声器(或耳机)中的动片随声音信号振动。
从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。由于调制的方法不同，检波的方法也不同。检波之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。
下面介绍收音机中对调幅波的检波。
右图是晶体二极管的检波电路，是利用晶体二极管的单向导电性来进行检波的。调谐电路中产生的是经过调幅的高频振荡电流，L1和L2绕在同一磁棒上，由于互感作用，在L2上产生的是高频交变电压．由于二极管的单向导电性，通过它的是单向脉动电流，这个单向脉动电流既有高频成分，又有低频的声音信号，高频成分基本从电容器C（复习旁路电容器）通过，剩下的音频电流通过耳机发声。（用示波器观察检波过程）实际上就是一个晶体二极管收音机的电路图．这种收音机声音很小，只能用开机收听本地电台．为了提高收音机的接收性能，需要用放大器把微弱的信号放大．图示是加有放大器的收音机方框图．由天线和调谐电路接收到的高频调幅电流，先通过放大器进行高频放大，然后进行检波和低频放大，放大后的音频电流输送到喇叭，使它们发出声音。
下面我们通过调幅和调频两种方式，来看看无线电波发射和接收的全过程。
（1）调幅发射和接收。（实验演示）
（2）调频发射和接收。（实验演示）
比喻：
高频电流→火车音频电流→货物
调制→发射→传播→调谐→解调
装货→出站→运行→进站→卸货
师：我们再来看一下无线电波的分段。（投影）
波段波长频率传播方式主要用途
长波30000m~3000m10kHz~100kHz地波超远程无线通讯和导航
中波3000m~200m100kHz~1500kHz地波和天波调幅无线电广播、电报、通信
中短波200m~50m1500kHz~6000kHz
短波50m~10m6MHz~30MHz天波
微波米波10m~1m30MHz~300MHz近似直线传播调频无线电广播、电视、导航
分米波1m~0.1m300MHz~3000MHz直线传播电视、雷达、导航
厘米波10cm~1cm3000MHz~30000MHz
毫米波10mm~1mm30000MHz~300000MHz
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下内容
1．电磁波的产生和发射条件。
2．开放电路的结构和特点。
3．电磁波的发射过程和接收过程
（四）课余作业
完成P92“问题与练习”中的题目。阅读P91“科学足迹”。
预习下一节：电磁波的发射和接收。
附：巩固训练
1．电磁波的调制有哪两种方式？
2．什么叫电谐振？
3．调谐过程中，若接收同一波段内的不同信号，通常是改变电路中哪个元件的值？
4．发射电磁波为什么要用开放电路？
5．接收电磁波信号时，为什么要调谐？
6．调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号，要收到该电台的信号，应该怎么办？
A．增加调谐电路线圈的匝数B．加大电源电压
C．减少调谐电路线圈的匝数D．减小电源电压
参考答案：
1．电磁波的调制有调幅和调频两种方式。
2．当接收电路的固有频率跟接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，这种现象叫电谐振。
3．调谐过程中，通常是改变调谐电路中电容器的电容。
4．振荡电路要有效地向外发射电磁波必须具备两个条件：（1）有足够高的振荡频率.（2）振荡电路的电场和磁场要尽量分散到大的空间，只有开放电路才能满足这两个条件，因此，发射电磁波要使用开放电路。
5．在空间里有大量的不同频率的电磁波传播.要接收到其中某一频率的信号，必须使这一信号在接收电路中引起电谐振，因此必须进行调谐。
6．C

延伸阅读

4.3电磁波的发射和接收导学案

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，有效的提高课堂的教学效率。怎么才能让高中教案写的更加全面呢？下面是小编为大家整理的“4.3电磁波的发射和接收导学案”，希望能对您有所帮助，请收藏。

课题：《4.3电磁波的发射和接收》导学案
[学习目标]
1.了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。
2.了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。
3.了解移动通信的基本过程。了解基站的作用。
4.了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。
【自主导学】
古代：烽火台邮递员
现代：电磁波来传递信息：C=
思考：怎么接收与发射？
设备：
天线是发射与接收无线电波的必要设备
一、无线电波的发射
1、振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。

2、载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。

3、调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。
调幅：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波。

调频：高频载波的频率随信号而改变叫调频波。

调频波优点：不变，抗干扰能力强，失真较小。

缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。

二、无线电波的接收
1、调谐：从众多的电磁波中的电台的技术叫做调谐。
2、解调：从接收的载波中将等信息“取”出来叫做解调。

三、电视发射系统中：
摄像机、摄像管，扫描，
扫描一帧要0.04s，1s内送25帧图象。
除了图象信号外，还有伴音信号。

3、电视和广播的发射和接收过程
四、移动通信
移动电话：（1）电磁波发射器，（2）电磁波接收器，
手持移动电话的体积很小，发射功率不大。它的天线也很简单，灵敏度不高。
因此，手机通话时要靠强大的固定无线电台转接。
这种固定的无线电台叫做。城市高大建筑物上、农村有的山头上，常常可以看到移动通信基站的天线。

【反思小结】
一、无线电波的发射
1．载波：携带声音、图象等信息的电流，叫做载波。
2．调制：把信息加到上，使技术叫调制。
3．调幅波：高频载波的随信号而改变叫调幅波。
4、调频波：高频载波的随信号而改变叫调频波

【课堂练习】
1、要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫做（）
A、调谐B、解调
C、调制D、检波
2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，称为（）
A、调制B、调谐
C、解调D、调幅

第三节、电磁波的发射和接收

第三节、电磁波的发射和接收
教学目标：
1、了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。
2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。
3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。
4、了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。
教学过程：
一、无线电波的发射
说明：LC振荡电路中，能量损失主要是各个元件之间的热量和辐射出去的电磁波，然而辐射出去的电磁波能量很少。
问：如何才能有效地辐射电磁波，即有效地辐射电磁波的条件是什么呢？（第一要有足够高的频率，理论研究表明，频率越高，发射电磁波的能力越强；第二振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间）
问：观察图14.3-1所示的振荡电路，说出这几个图的变化规律？（电容器极板间的距离逐渐增大，电场和磁场逐步扩展到电容器的外部，这样的电路称之为开放电路）
说明：实际应用的开放电路，如图丁所示，一端用导线与大地相连，这根导线称之为地线，另一端和高高地架设在空中的天线相连。无线电波就是通过这样的方式发射出去的
问：在电磁波发射过程中有哪几种方式呢？（①一种方式叫做调幅AM即使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变②另一种方法称之为调频FM即即使高频电磁波的频率随信号的强弱而变）
说明：使电磁波随各种信号的强弱而变的技术叫做调制
二、无线电波的接收
问：无线电波的接收需要经过几个过程？（①调谐②解调。电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，当接收电磁波时，调节接收电路的固有频率使固有频率等于电磁波的频率，接收电路的振荡电流最大，这种现象称之为电谐振，相当于机械振动中的共振，使接收电路产生电谐振的过程就称之为调谐。调谐以后得到的高频电流还不是我们需要的声音和图象信息，还要使声音和图象信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，所以叫做解调，调幅波的解调也叫检波）
三、电视
说明：电视的传播过程需要分两个过程：电视信号的发射和电视信号的接收。
四、移动电话
问：移动电话的原理是什么？（每一部移动电话都是一个无线电台，它可以将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时又相当于一台收音机，捕捉到空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信号）
问：移动电话与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台或者基站。在城市中，移动通信基地台的天线建在高大建筑物上。

第三节、电磁波的发射和接收
板书设计
一、无线电波的发射
1、有效地辐射电磁波的条件：①足够高的频率②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间
2、电磁波发射方式①调幅AM②调频FM
调制：使电磁波随各种信号的强弱而变的技术
二、无线电波的接收
1、无线电波的接过程①调谐②解调

高中物理选修3-4知识点总结：电磁振荡电磁波的发射和接收

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？考虑到您的需要，小编特地编辑了“高中物理选修3-4知识点总结：电磁振荡电磁波的发射和接收”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

高中物理选修3-4知识点总结：电磁振荡电磁波的发射和接收

1、LC回路振荡电流的产生
先给电容器充电，把能以电场能的形式储存在电容器中。
（1）闭合电路，电容器C通过电感线圈L开始放电。由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。放电开始瞬时电路中电流为零，磁场能为零，极板上电荷量最大。随后，电路中电流加大，磁场能加大，电场能减少,直到电容器C两端电压为零。放电结束，电流达到最大、磁场能最多。
（2）由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失，保持原来电流方向，对电容器反方向充电，磁场能减少，电场能增多。充电流由大到小，充电结束时，电流为零。
接着电容器又开始放电，重复（1）、（2）过程，但电流方向与（1）时的电流方向相反。
电磁波的发射和接收
有效的向外发射电磁波的条件：
（1）要有足够高的振荡频率，因为频率越高，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，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？
改造振荡电路——由闭合电路成开放电路
2、电磁波的接收条件
电谐振：当接收电路的固有频率跟接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，这种现象叫做电谐振。
调谐：使接收电路产生电谐振的过程。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。．电磁波谱及其应用
3、光的电磁说
（1）麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同，说明光具有电磁本质
（2）电磁波谱
电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线射线
产生机理在振荡电路中，自由电子作周期性运动产生
原子的外层电子受到激发产生的
原子的内层电子受到激发后产生的原子核受到激发后产生的
（3）光谱观察光谱的仪器，分光镜光谱的分类，产生和特征
发射光谱连续光谱产生特征
由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的由连续分布的，一切波长的光组成
明线光谱由稀薄气体发光产生的由不连续的一些亮线组成
吸收光谱高温物体发出的白光，通过物质后某些波长的光被吸收而产生的在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成的光谱
光谱分析：
一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。
4、电磁波的应用：
1、电视
简单地说：电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的电信号，发射出去后被接收的电信号通过还原，被还原为光的图象重现荧光屏。电子束把一幅图象按照各点的明暗情况，逐点变为强弱不同的信号电流，通过天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
2、雷达工作原理
利用发射与接收之间的时间差，计算出物体的距离。
3、手机
在待机状态下，手机不断的发射电磁波，与周围环境交换信息。
手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。
电磁波与机械波的比较:
共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动的频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都不变．
不同点：机械波的传播一定需要介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关．而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播．电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m／s，在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关．
不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的．
红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的．
伦琴射线是原子内层电子受激发产生的．
γ射线是原子核受激发产生的．
频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同．
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．

电磁场和电磁波

高中物理教案电磁场和电磁波
一、导引
人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代。
我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。

二、授课
1．麦克斯韦的理论要点一，变化的磁场产生电场
演示实验
装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。
(1)线圈中产生感应电动势说明了什么？
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？
引导学生思考后回答，有电场、无电流。
(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)
(4)总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。

2．变化的电场产生磁场
我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场。
这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化。
比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。

3．电磁场、电磁波
(1)概念
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。
(2)电磁波的特点
①是横波
②是物质波，真空中也能传播，能独立存在(与机械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
（3）波速公式c＝λf
c为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速。
无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，见课本表格介绍。

三、扩展
麦克斯韦的电磁场理论三点
1．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2．均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。
3．不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场
4．振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
5．变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是电磁波。

四、学生活动设计
通过观察试验，发挥想象能力，画出变化磁场产生的电场的电场线。2．总结机械波与电磁波的联系与区别

五、板书设计
电磁场和电磁波
麦克斯韦电磁场理论
1．变化的磁场产生电场
2．变化的电场产生磁场
3．电磁场→传播→电磁波