师:今天我们一起来学习人教版初三第21单元第三节广播电视和移动通讯第一课时。首先,我们来了解电磁波的分类。电磁波按频率高低可以分为电离辐射和非电离辐射,频率较高的是电离辐射,频率较低的是非电离辐射。电磁波无处不在,从手机到医院所使用的CT、X光都是电磁波的应用,那电磁波还有其他的应用吗?我们先来看一段使用收音机的视频。

  (播放收音机视频)

  师:刚才我们把收音机调到调频模式,听到电台中播音员说FM88.0,这个88.0是什么意思呢?是不是指收音机上指针所指的数字呢?这个数字的单位是兆赫,它是不是一个频率呢?通过上网查资料得知,88.0兆赫兹正是广州广播电台青少年广播的频道,也就是说,刚刚播音员所说的88.0是广州广播电台青少年广播的频率。接下来我们再看一段使用收音机的视频。

  (再次播放收音机视频)

  师:刚才我们把旋钮旋到中波的波段,听到FM93.6 AM999。93.6好像并不是指针所指的地方,99刚好是在1000附近,那刚才播音员所说的99是不是南方生活广播的中波段的频率呢?再次查询资料得知,999千赫兹正是南方生活广播的频道,所以在这两种情况下,收音机标识的频率指的都是对应频道的频率。

  事实上,国家规定用于公共电台广播的频率范围分别是525 - 1606千赫兹和86 - 108兆赫兹。这两个频率是不是指播音员的声音频率呢?这两个频率都不是播音员的发声频率,因为这两个频率都远高于人的最高发声频率1100赫兹。这个并不是声音频率,而是电台发送到收音机的电磁波频率。我们看到这两者在电磁波谱中都属于无线电波的部分。

  那我们为什么不利用85到1100赫兹的电磁波去传递信息呢?这个问题问得非常好,从工程上最简单的做法应该是将播音员的声音信号输入话筒,把声音信号变成相同频率的电流信号,这部分是我们在第19章第5节磁生电所学的内容。发射塔发出相同频率的电磁波,收音机接收到电磁波后把电磁波转换成相同频率的电流信号。根据第21章第一节电话所学的内容,相同频率的电流信号又重新变成声音信号输出。为什么不能采取这个最简单的过程呢?是不是和其中电磁波传播的特点有关呢?那我们先研究85赫兹到1100赫兹的电磁波有什么传播特点,请同学们阅读表格,判断85到1100赫兹的电磁波属于什么频段的电磁波。

  生:85到1100赫兹属于超低频和特低频。

  师:了解超低频SLF和特低频ULF电磁波的传播特点,并回答为什么我们不利用这两个频段作为电台广播呢。正在观看的同学可以在此处暂停寻找资料并回答后再继续往下观看。这里展示某位同学找到的资料:一、超低频和特低频的波长很长,需要极长的天线才能有效地发射和接收电磁波,听电台需要很长的天线的话,使用起来非常不方便;二、由于国家使用限制,主要供给特殊用途,所以电台不能使用;三、通讯信息的传输速率太低,传递文字信息也需要很长时间,不适合实时播报的电台。通过前面的学习,我们了解了不能利用85到1100赫兹电磁波的原因,所以我们要在原来的方案上增加一个过程,也就是话筒把播音员的声音信号转换为电信号以后,天线发射信号前用调制器把低频的声音电信号加载在高频电流上,再通过天线将产生的高频电磁波发射到空中,此时电磁波携带了声音信息。收音机的天线接收到电磁波以后,我们转动收音机的调节器的旋钮,可以选出特定频率的信号。由于调节器选出的信号里含有的高频成分,电流需要通过解调将其滤去,将音频信号留下。音频信号经放大后送到喇叭,就把电流信号转化为声音,我们就可以听到广播电台的节目了。接下来让我们用一个实验模拟电磁波的调制和解调。

  同学们,我们今天的实验是电磁波的调制与解调。实验的器材有音乐发声器、一个调制的电路板、一个发送电磁波的天线、一个接收电磁波的天线,还有我们的解调器一个。接下来我们准备开始实验。将音乐发声器、调制的电路板以及电磁波发送天线组装完成,再将接收天线、解调器也组装完成,接下来开始实验。

  (进行实验操作)

  师:打开音乐发生器的开关,我们发现音乐发生器正在产生声音信号,声音信号通过调制的电路板便加载在高频的电流信号上。发送天线将高频的电磁波发送到接收天线上。通过解调器解调以后,电磁波重新变为声音信号。我们可以听到接收器上传来了音乐。将接收天线和解调器靠近发射天线,我们发现它的声音变强;远离发射天线,它的声音变弱。实验中,调制电路板相当于高频电流发生器和调制设备,接收天线和解调设备相当于收音机。通过刚才的学习,我们了解了收音机的声音信号要加载在高频的电磁波信号上才能发射出去,所以用于公共电台广播的频率86 - 108兆赫兹,525 - 1606千赫兹,其实是它传播信号时所利用的电磁波的频率范围。通过阅读表格分析,这两者分别属于什么频段呢?

  生:86到108兆赫兹,属于甚高频VHF;525到1606千赫兹,换算成0.525 - 1.606兆赫兹,属于中频MF。

  师:回答得非常好,这位同学通过换算以及阅读表格,准确地找出了525 - 1606千赫兹是属于中频电磁波的。再次阅读表格回答,一般而言,在这三个频段中,哪个频段传播距离最远呢?哪个频段传播距离最近呢?

  生:高频HF传播距离最远,甚高频VHF传播距离最近。

  师:是的,实际上这三个波段就是我们日常能收听到的电台频段,收听0.3 - 3兆赫兹的中频段,收音机上一般显示为AM或中波,收听30 - 300兆赫兹时,收音机上一般显示为FM或调频高频,主要用在国际电台、民用电台等领域。为什么在有些收音机上,这两个电磁波频率范围分别标记为FM和AM,有些收音机上标记为调平和中波呢?第一个课后作业就是请同学们查询资料,查询这些词语的意思,并尝试总结这些词语间的关系。不管是哪种标记方法,我们都是通过调节旋钮,将指针指在不同地方去选择不同的电台的。接下来我们来看第二个实验模拟收音机选台过程。

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《9年级下册物理 第21章 第3节广播、电视和移动通信(一) 逐字稿-4,624字 第5版》.docx
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