電話與電磁波

1、電與磁之電話的原理課后練習(xí)一、電流把信息傳到遠(yuǎn)方1、最簡(jiǎn)單的電話主要是由_和_組成的。話筒的作用是把_信號(hào)變成_信號(hào)結(jié)構(gòu)與麥克風(fēng)相同聽筒的作用是把_信號(hào)變成_信號(hào)。結(jié)構(gòu)象喇叭2、話筒由 和 組成。3、聽筒由 和 組成。二、電話交換機(jī)：1、利用電話交換機(jī)可以大量減少線路，提高線路的。2、春節(jié)期間，深圳的小紅用電話給住在北京的爺爺拜年（雙方都使用家里的固定電話）小紅的聲音信號(hào)的傳遞過(guò)程是：從小紅家中的電話通過(guò)電話線傳到         的交換機(jī)上，再?gòu)倪@個(gè)交換機(jī)傳到   

2、0;       的交換機(jī)上，最后再通過(guò)           的交換機(jī)傳到爺爺家的電話上（選填深圳或北京）3、分析：占線的現(xiàn)象在上海的小明家里剛剛裝上電話，他想給北京的姑姑打個(gè)電話問(wèn)候，可電話在“占線”。請(qǐng)你幫他分析一下，下列哪種情況能造成這種現(xiàn)象 ( )A有人正給小明打電話 B小明的姑姑正在用電話C上海和北京之間有太多的用戶在通話 D以上情況都有可能4、劉小剛同學(xué)在完成家庭作業(yè)時(shí)有道題難住了他，于是打電話向李老師求

3、助。電話剛接通時(shí)，從電話里傳出“您拔打的電話正在呼叫轉(zhuǎn)移中，請(qǐng)稍候”的聲音。關(guān)于“呼叫轉(zhuǎn)移”功能，下列說(shuō)法中正確的是（     ）A劉小剛家的電話機(jī)具有呼叫轉(zhuǎn)移功能B李老師家的電話機(jī)本身就可以自動(dòng)轉(zhuǎn)移通話C李老師通過(guò)向電信局申請(qǐng)呼叫轉(zhuǎn)移服務(wù)，再由電信局的程控電話交換機(jī)實(shí)現(xiàn)該功能D上述說(shuō)法都正確3模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)：1、電話分 和 兩種。自讀課本這一部分內(nèi)容，識(shí)記兩種信號(hào)（1）模擬信號(hào)： 連續(xù) 傳遞的信號(hào)叫做模擬信號(hào)。模仿聲信號(hào)的電信號(hào)。缺點(diǎn)：在傳輸、放大、加工的過(guò)程中易失真，從而使傳遞的信息發(fā)生變化。（2）數(shù)字信號(hào)：利用數(shù)字的不同組合來(lái)表示信息

4、的信號(hào)。特點(diǎn)：抗干擾能力模擬信號(hào)模擬通信和數(shù)字通信數(shù)字信號(hào)1、最簡(jiǎn)單的電話主要是由_和_組成的。話筒的作用是把_信號(hào)變成_信號(hào)結(jié)構(gòu)與麥克風(fēng)相同聽筒的作用是把_信號(hào)變成_信號(hào)。結(jié)構(gòu)象喇叭2、話筒由 和 組成。3、聽筒由 和 組成。4、 信號(hào)的抗干擾能力強(qiáng)電磁波的產(chǎn)生及傳播電磁波的“個(gè)性”可以歸納為以下三點(diǎn)：（1）電磁波是高速運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)，是物質(zhì)世界的“長(zhǎng)跑”冠軍，它在真空中的傳播速度是光速，即3x108m/s(每秒30萬(wàn)公里)。電磁波一秒鐘能繞地球7圈半，眨眼功夫，可以到月球上轉(zhuǎn)個(gè)彎。（2）電磁波沒有靜止的質(zhì)點(diǎn)，是一個(gè)看不見、摸不著、嗅不到的“隱身人”。（3）同一空間可以有無(wú)限多的電磁波同時(shí)存在

5、，它“寬宏大度”而絕不“排斥異已”。無(wú)線電波歸屬于電磁波，是頻率較低的一種電磁波；光是頻率較高的一種電磁波，它們同是一性質(zhì)的物質(zhì)。二、電磁波的產(chǎn)生要產(chǎn)生電磁波，必須有一個(gè)波源，由波源提供能量進(jìn)行傳播。實(shí)際上，只要有頻率很高的電流流過(guò)導(dǎo)線，導(dǎo)線周圍就產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，同時(shí)在其附近還要產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)，又同時(shí)在其附近產(chǎn)生一個(gè)變化的電場(chǎng)；新產(chǎn)生的這個(gè)變化的電場(chǎng)，同時(shí)在附近產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)這樣就形成一個(gè)輻射的電磁場(chǎng)四外傳播開去。這種情況很象水的波紋一樣，但是這種波是由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成的：交變電場(chǎng)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，二者同時(shí)存在，不可分割，所以這種波叫電磁波。在無(wú)限大的空間，

6、電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波傳播方向，三者是互相垂直的。三、電磁波的傳播四、電磁波的“形狀”及三要素人們?cè)谘芯坎ǖ臅r(shí)候，總是要給它畫一個(gè)看得見的“像”波形圖1-1畫的是正弦波，它是一種規(guī)則的、起伏的、平滑的、形狀不斷重復(fù)的波。這種波隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。正弦波是最簡(jiǎn)單的波形，也是最重要的波形。它是研究各種無(wú)線電波的基礎(chǔ)形式。但無(wú)論什么樣的無(wú)線電波，都有頻率和波長(zhǎng)兩個(gè)基本參數(shù)。頻率用表示；單位為赫茲（簡(jiǎn)稱赫），用z表示實(shí)際應(yīng)用中，常常需要使用更大的單位：千赫茲（KHz）、兆赫茲（MHz）。他們之間的關(guān)系是：1千赫茲=1000赫1兆赫茲=1000千赫茲=1000000赫頻率的倒數(shù)稱為周期。顯然，周期是波振動(dòng)

7、一次所需要的時(shí)間，也就是一個(gè)波峰（或波谷）到下一個(gè)波峰（或波谷）經(jīng)過(guò)的時(shí)間，用字母表示，單位為秒。在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)線電波周期的數(shù)值往往比較小，需要使用更小的單位毫秒和微秒。它們之間的關(guān)系是： 另一個(gè)基本參數(shù)是波長(zhǎng)。波長(zhǎng)指波在一個(gè)振蕩周期內(nèi)傳播的距離，用希臘字母（）表示，單位為米。波長(zhǎng)決定與振蕩的頻率和波的傳播速度：任何頻率的無(wú)線電波，在真空中傳播的速度均相同，波速可視為一中常數(shù)，因此，波長(zhǎng)和頻率是成反比例的：波長(zhǎng)越短的無(wú)線電波，它的頻率越高：波長(zhǎng)越長(zhǎng)的無(wú)線電波，它的頻率越低。在傳播途徑中遇到大障礙物時(shí)，電波會(huì)繞過(guò)障礙物向前傳播，這種現(xiàn)象叫做電的繞射。超短波、微波的頻率較高，波長(zhǎng)短，繞射能力弱，

8、在高大建筑物后面信號(hào)強(qiáng)度小，形成所謂的“陰影區(qū)”。信號(hào)質(zhì)量受到影響的程度，不僅和建筑物的高度有關(guān)，和接收天線與建筑物之間的距離有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如有一個(gè)建筑物，其高度為10米，在建筑物后面距離200米處，接收的信號(hào)質(zhì)量幾乎不受影響，但在100米處，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比無(wú)建筑物時(shí)明顯減弱。注意，誠(chéng)如上面所說(shuō)過(guò)的那樣，減弱程度還與信號(hào)頻率有關(guān)，對(duì)于216 223兆赫的射頻信號(hào)，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比無(wú)建筑物時(shí)低16dB，對(duì)于670兆赫的射頻信號(hào)，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比無(wú)建筑物時(shí)低20dB。如果建筑物高度增加到50米時(shí)，則在距建筑物1000米以內(nèi)，接收信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)都將受到影響而減弱。也就是說(shuō)，頻率越高、建筑物越高、接收

9、天線與建筑物越近，信號(hào)強(qiáng)度與通信質(zhì)量受影響程度越大；相反，頻率越低，建筑物越矮、接收天線與建筑物越遠(yuǎn)，影響越小。因此，選擇基站場(chǎng)地以及架設(shè)天線時(shí)，一定要考慮到繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利影響，注意到對(duì)繞射傳播起影響的各種因素。無(wú)線電信號(hào)是怎樣發(fā)送和接收的?發(fā)送： 無(wú)線電通信是利用電磁波在空間的傳播來(lái)傳遞信息的。 電磁波又是怎樣把信息傳遞出去的呢?我們以話音為例說(shuō)明無(wú)線電信號(hào)發(fā)送的基本原理： 發(fā)射機(jī)中，產(chǎn)生高頻電磁波的部分叫做“高頻振蕩器”，把音頻信號(hào)“寄載”（用音頻信號(hào)去控制高頻振蕩的某一參數(shù)）到高頻振蕩波上的過(guò)程叫做“調(diào)制”，經(jīng)過(guò)調(diào)制以后的高頻振蕩波稱為“已調(diào)信號(hào)”。利用傳輸線把已調(diào)信號(hào)送到天

10、線上，就可以把已調(diào)信號(hào)輻射出去，傳送到遠(yuǎn)方。綜合歸納起來(lái)，發(fā)射機(jī)必須完成四大任務(wù)： （1）把聲音變換成電信號(hào)。 （2）產(chǎn)生一定功率的高頻振蕩波。 （3）用音頻信號(hào)去控制高頻振蕩波的某一參數(shù)，即調(diào)制。 （4）發(fā)送電磁波。 要完成這四項(xiàng)任務(wù)，發(fā)射機(jī)必須包括發(fā)送端變換器（發(fā)話時(shí)為話筒）、高頻振蕩器、調(diào)制器、高頻放大器、發(fā)射天線和電源。 接收： 無(wú)線電波傳輸?shù)浇邮盏攸c(diǎn)后，接收機(jī)的任務(wù)是把空中傳送來(lái)的電磁波接收下來(lái)，并把它恢復(fù)成為原來(lái)的信號(hào)。 接收電磁波的任務(wù)是由接收天線來(lái)完成的。 這里需要注意的是，由于無(wú)線電臺(tái)的數(shù)量很多，在同一時(shí)間里接收天線所接收到的信號(hào)中，不僅包括我們希望收到的電臺(tái)信號(hào)，還包括著若

11、干個(gè)我們不需要收聽的其他頻率的信號(hào)。這些無(wú)線電波之所以采用了各種不同的載波頻率，其目的就是讓接收者按照電臺(tái)載波頻率的不同，設(shè)法“選擇”出自己所要接收的信號(hào)。 因此，“選擇性”成為無(wú)線電接收機(jī)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 由接收機(jī)中的“選擇性電路”選擇所要接收的某個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波，利用它直接去推動(dòng)耳機(jī)（收信裝置）是不行的，還必須先去掉它曾經(jīng)被“寄載”的高頻，把它恢復(fù)成原來(lái)的音頻信號(hào)。這種從高頻電磁波中檢取出音頻信號(hào)的過(guò)程叫做解調(diào)，相應(yīng)的部件叫做解調(diào)器。把檢波器輸出的音頻信號(hào)送到耳機(jī)，才可以收聽到所需要的信號(hào)，所謂“從汽車上下來(lái)的還是上車的那個(gè)人”，通信就實(shí)現(xiàn)了。 無(wú)線電是如何攜帶信息的？要利用無(wú)線電進(jìn)

12、行通信，就必須讓無(wú)線電波能攜帶信息，即把電磁波作為信息的載體，這就需要把基帶信號(hào)加載到高頻振蕩信號(hào)上，實(shí)質(zhì)上就是將基帶信號(hào)搬移到高頻載波上的上去（如人聲如何通過(guò)無(wú)線電傳播，上面已經(jīng)介紹到）。這里介紹一下最基本的信號(hào)調(diào)制方式：模擬調(diào)制：幅度調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）、相位調(diào)制（PM）上面已經(jīng)介紹正弦波有三個(gè)參數(shù)，幅度、頻率、相位，這樣就可以把基帶信號(hào)加載在三個(gè)參數(shù)中的某一個(gè)參數(shù)上，或幅值、或頻率、或相位隨基帶信號(hào)大小成線性變化?？梢灾庇^地用下圖表示：數(shù)字調(diào)制：幅移鍵控調(diào)制（ASK）、頻移鍵控調(diào)制（FSK）、相移鍵控調(diào)制（PSK）數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)不同，數(shù)字信號(hào)是一串01代碼，但調(diào)制原理與模擬

13、調(diào)制有類似之處。 幅移鍵控調(diào)制（ASK） 頻移鍵控調(diào)制（FSK）相移鍵控調(diào)制（PSK）一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的 1、木棍在水面上振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生 ，說(shuō)話時(shí)聲帶的振動(dòng)在空氣中形成 。當(dāng)導(dǎo)體中有 的電流時(shí)，會(huì)在周圍空間激起 。2、電磁波看不到，摸不著，我們?nèi)绾慰梢缘弥拇嬖?？通過(guò) 方法。二、電磁波的傳播電磁波可以在 里傳播，所以電磁波的傳播 （需要、不需要）介質(zhì)三、電磁波的頻率和波長(zhǎng)1、 1千赫= 赫，1兆赫= 赫2、真空中電磁波的波速為C，它等于 用公式表示為 ，其中C= 注意：不同頻率（或不同波長(zhǎng)）的電磁波的傳播速度都相同,所以頻率較大的電磁波，波長(zhǎng)較短。四、例題分析例：我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星采用2

14、0.009兆赫和19.995兆赫的頻率發(fā)送無(wú)線電信號(hào)，這兩種頻率的電磁波的波長(zhǎng)各是多少？（光速為3×108米/秒）（答案：波長(zhǎng)分別為 米和 米）五、電磁波是個(gè)大家族，它包括 當(dāng)堂檢測(cè)1、紅外線與可見光( )A頻率相等 B波長(zhǎng)相等 C都是電磁波 D在真空中的傳播速度不等2、 2009年4月，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，它可以提供高精度的定位、測(cè)速和授時(shí)等服務(wù)。它傳遞信息利用的是A電磁波 B超聲波 C次聲波 D各種射線。3、下列有關(guān)電磁波的說(shuō)法，正確的是( )A電磁波不能在真空中傳播 B電磁波在空氣中的傳播速度為340m/s C可見光是電磁波 D超聲波是電磁波4、

15、某電磁波從真空中進(jìn)入介質(zhì)后，發(fā)生變化的物理量有 （ ） A.波長(zhǎng)和頻率 B.波長(zhǎng)和波速 C.頻率和波速 D.頻率和能量5、圖是甲、乙兩種不同電磁波的傳播圖像，下列說(shuō)法正確的是（ ）A甲電磁波振動(dòng)的波長(zhǎng)較長(zhǎng) B甲、乙兩種電磁波的振動(dòng)頻率相同C甲電磁波的傳播速度較快 D甲電磁波振動(dòng)的頻率較大振幅距離甲電磁波：乙電磁波： 廣播、電視和移動(dòng)通信課時(shí)目標(biāo)： 了解無(wú)線電廣播的大致工作過(guò)程。 大致了解電視的工作過(guò)程。 了解移動(dòng)電話是怎樣工作的。知識(shí)回顧：1、電磁波是由于_而產(chǎn)生的.2、電磁波的傳遞_（填“需要”或“不需要”）介質(zhì)，在真空中的傳播速度為_m/s。獲取（10分鐘）1、無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收：

16、同學(xué)們閱讀教材102頁(yè)“無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收”內(nèi)容，并結(jié)合下圖回答下列問(wèn)題：（1）無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射有_完成,信號(hào)的接收由_完成. (2) 無(wú)線電廣播的發(fā)射過(guò)程是:在廣播電臺(tái)話筒把播音員的_轉(zhuǎn)換成_,然后用調(diào)制器把音頻電信號(hào)加載到_(載波)上,再通過(guò)天線發(fā)射出去;無(wú)線電廣播的接收過(guò)程是:收音機(jī)的天線接收到各種各樣的_.轉(zhuǎn)動(dòng)收音機(jī)調(diào)諧器的旋鈕,可以從中選出_的信號(hào).收音機(jī)內(nèi)的電子電路再把_從中取出來(lái),放大后送到揚(yáng)聲器里轉(zhuǎn)換成_,我們就聽到廣播了. 2、電視的發(fā)射和接收：閱讀課本103頁(yè)內(nèi)容“電視的發(fā)射和接收”部分，并結(jié)合下圖，回答下列問(wèn)題：（1）、電視中圖像信號(hào)的工作過(guò)程是:攝像機(jī)把圖像

17、變成_,發(fā)射機(jī)把_加載到_電磁波上,通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射到空中.電視機(jī)的接收天線把這樣的_信號(hào)接收下來(lái),通過(guò)電視機(jī)內(nèi)的電路把_信號(hào)取出來(lái)并放大,由顯像管把它還原成_.（2）、電視用電磁波傳遞_信號(hào)和_信號(hào)。同學(xué)們小組討論回答：聲音信號(hào)與圖像信號(hào)的工作過(guò)程是怎樣的 。（傳播過(guò)程與無(wú)線電廣播基本相同，但多了圖像信號(hào)，必須把圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，與聲音一起發(fā)射） 3、移動(dòng)電話：（1）工作原理：移動(dòng)電話相當(dāng)于是無(wú)線電臺(tái)，它將用戶的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號(hào)發(fā)射到空中，同時(shí)它又捕捉空中的電磁波，使用戶接收到通話對(duì)方送來(lái)的信息。（2）設(shè)立基地臺(tái)的原因：手持移動(dòng)電話的體積很小，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基地臺(tái)轉(zhuǎn)接。移動(dòng)電話的聲音信息是由 來(lái)傳遞的。群研盤點(diǎn)檢測(cè)試一試，我能行1.觀察圖回答，在音頻、視頻、射頻三種信號(hào)中，頻率最高的是（ ）A音