第二十一章電磁波及其應(yīng)用第2節(jié)廣播、電視和移動(dòng)通信???素養(yǎng)目標(biāo)1.讓學(xué)生初步建立起電磁波傳播、信號(hào)調(diào)制與解調(diào)、以及移動(dòng)通信技術(shù)的基本概念框架，理解廣播、電視和移動(dòng)通信的工作原理。2.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)主運(yùn)用物理知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，強(qiáng)化邏輯推理和批判性思維。3.通過實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)，提升學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)證研究素養(yǎng)。4.激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新的興趣，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)，強(qiáng)調(diào)通信技術(shù)對(duì)社會(huì)的積極影響。創(chuàng)設(shè)情景，引入新課我們打開電視機(jī)，聽到的聲音、看到的圖像都是通過電磁波傳來的；我們用智能手機(jī)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、打電話，也是靠電磁波來傳遞各種信息的。電磁波在信息的傳遞中扮演著非常重要的角色。這些信息是怎樣被發(fā)射和接收的呢？發(fā)射電磁波的中央電視塔無線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收1.信號(hào)的發(fā)射——廣播電臺(tái)完成主要由三部分組成：話筒、調(diào)制器、天線。（1）話筒、調(diào)制器與天線的主要作用話筒把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（音頻電流）高頻振蕩器產(chǎn)生高頻電流調(diào)制器把音頻電流加載到高頻電流上且進(jìn)行放大天線把載有音頻電流的電磁波發(fā)射出去話筒把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（音頻電流）調(diào)制器把音頻電流加載到高頻電流上且進(jìn)行放大天線把載有音頻電流的電磁波發(fā)射出去（2）歸納：無線電廣播信號(hào)的發(fā)射過程2.信號(hào)的接收——收音機(jī)完成（1）選臺(tái)為接收在空間傳播的無線電波，收音機(jī)使用天線進(jìn)行接收。但由于天線沒有選擇性，能接收傳播過來的所有電磁波，如把天線接收的電磁波全部變成聲音，那只是一片嘈雜聲，什么也聽不清。利用收音機(jī)的“調(diào)諧器”，可以選出我們需要的某一頻率的電磁波，這一過程叫做選臺(tái)（調(diào)諧）。（2）解調(diào)由調(diào)諧器選出的信號(hào)含有高頻電流成分，需要通過“解調(diào)器”將其濾去，把音頻信號(hào)留下。（3）放大：把音頻信號(hào)放大后送到揚(yáng)聲器里，這一過程叫做放大。（4）揚(yáng)聲器把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)歸納：無線電波接收與還原過程天線接收電磁波取出特定頻率的信號(hào)從信號(hào)中分離出音頻信號(hào)把音頻信號(hào)放大送到揚(yáng)聲器3.擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)——電磁波的發(fā)射與接收電磁波的發(fā)射與接收可以用下列數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備來直觀地顯現(xiàn)。如圖所示，電磁波發(fā)射器可以發(fā)射不同頻率的電磁波，接收器接收到電磁波信號(hào)后，通過傳感器、采集器將電磁波信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)，我們就可以在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到電磁波信號(hào)。連接好裝置，把發(fā)射器置于載波擋，轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)射器上的旋鈕，改變發(fā)射器發(fā)出的電磁波的頻率，觀察信號(hào)的變化；再把發(fā)射器置于調(diào)制擋，觀察調(diào)制后的波形。視頻演示—《實(shí)驗(yàn)—電磁波的發(fā)射與接收》電視信號(hào)的發(fā)射和接收電視用電磁波傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)。聲音信號(hào)的產(chǎn)生、傳播和接收跟無線電廣播的工作過程相似。中央電視臺(tái)演播室學(xué)校電視臺(tái)演播室1.電視信號(hào)的發(fā)射由電視臺(tái)完成的任務(wù)攝像機(jī)把圖像信號(hào)變成電信號(hào)，發(fā)射機(jī)把電信號(hào)加載到頻率很高的電流上，通過發(fā)射天線發(fā)射到空中。電視信號(hào)的發(fā)射過程：2.電視信號(hào)的接收電視機(jī)的接收天線把高頻信號(hào)接收通過電視機(jī)把信號(hào)取出并放大，由顯示器把它還原成圖像。由電視機(jī)完成的任務(wù)電視信號(hào)的接收過程天線—接收包含聲、像信息的高頻信號(hào)接收機(jī)—取出并放大圖像和音頻電信號(hào)揚(yáng)聲器—輸出音頻信顯示器—復(fù)原圖像信號(hào)生活中常見的有線電視通過電纜等把電視節(jié)目傳送到千家萬戶。?移動(dòng)通信信號(hào)的發(fā)射和接收手機(jī)已經(jīng)很普及了。手機(jī)既是無線電發(fā)射臺(tái)又是無線電接收臺(tái)：它用電磁波把講話的信息發(fā)射到空中，同時(shí)它又在空中捕獲電磁波，得到對(duì)方講話的信息。1.手機(jī)的工作原理2.手機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)手機(jī)的體積很小，使用方便，使用半徑大，不需要電話線。（2）缺點(diǎn)只能在攜帶信號(hào)的電磁波能夠輻射到的區(qū)域內(nèi)才能夠進(jìn)行通話，受區(qū)域限制。3.基地臺(tái)珠穆朗瑪峰上的5G基站手機(jī)的體積很小，則發(fā)射功率不大；它的天線也很簡(jiǎn)單，靈敏度不高。因此，它跟其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺(tái)轉(zhuǎn)接。這種固定的電臺(tái)叫做基地臺(tái)，跟電話交換機(jī)相連。城市中高大建筑物上常常可以看到移動(dòng)通信基地臺(tái)的天線。珠峰上的5G基站是全球海拔最高的5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）基站，實(shí)現(xiàn)了珠峰峰頂5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。現(xiàn)在智能手機(jī)的功能非常豐富，可以用來視頻通話、瀏覽網(wǎng)頁(yè)、舉辦網(wǎng)絡(luò)會(huì)議，等等。4.手機(jī)通話過程手機(jī)和座機(jī)借助基地臺(tái)進(jìn)行通話手機(jī)和手機(jī)通過基地臺(tái)進(jìn)行通話視頻欣賞——《移動(dòng)電話通話原理》5.廣播、電視、移動(dòng)電話信號(hào)傳遞的異同6.音頻、視頻、射頻和頻道（1）音頻信號(hào)由聲音轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，它的頻率跟聲音的頻率相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫音頻信號(hào)。（3）射頻電流音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力都很差，需要把它們加載到頻率更高的電流上，產(chǎn)生電磁波發(fā)射到天空中，這種電流叫做射頻電流。（2）視頻信號(hào)由圖像轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號(hào)。觀看數(shù)字光碟DCD時(shí)不需要把信號(hào)發(fā)射到天空，可以直接把音頻信號(hào)和視頻信輸給電視機(jī)，這時(shí)就要分別把DCD機(jī)送來的音頻、視頻信號(hào)接到電視機(jī)上標(biāo)著A、V字母的插口上。（4）頻道不同的電視臺(tái)使用不同的射頻范圍進(jìn)行廣播，以免互相干擾；這一個(gè)個(gè)不同的頻率范圍就叫做頻道。課堂總結(jié)1.車載GPS導(dǎo)航儀是通過與導(dǎo)航衛(wèi)星互相傳遞信息，確定汽車的準(zhǔn)確位置，并在電子地圖上顯示出來（如圖），為汽車駕駛員導(dǎo)航。下列說法正確的是（）A．導(dǎo)航儀與導(dǎo)航衛(wèi)星是通過電磁波傳遞信息 B．導(dǎo)航儀上的移動(dòng)電話是通過電流傳遞信息C．導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播 D．導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波比光的傳播速度慢課堂作業(yè)A2.在廣播電臺(tái)，話筒把播音員的

信號(hào)轉(zhuǎn)換成____信號(hào)，然后用

把音頻信號(hào)加載到高頻的

上，再通過_______發(fā)射到空中去．聲音電調(diào)制器電磁波天線3.電視用電磁波傳遞______信號(hào)和______信號(hào)。攝像機(jī)把圖像變成