Giáo án chuyên đề Vật lí 11 chân trời CĐ 2 Bài 5: Biến điệu (P2)

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh tần số của các kênh truyền thông (hình 5.10) cho HS quan sát và trả lời các câu hỏi sau:

+ Nêu các tần số được sử dụng trong viễn thông.

+ Thảo luận 6 (SCĐ – tr33): Tìm hiểu và nêu giá trị của tần số và bước sóng của sóng vô tuyến được sử dụng trong sóng truyền hình UHF.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về tần số và bước sóng được sử dụng trong các kênh truyền thông.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời nội dung Luyện tập (SCĐ – tr33)

Tìm hiểu tần số của một số kênh truyền thanh ở Việt Nam và tính giá trị bước sóng của sóng điện từ được sử dụng.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ và trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

*Thảo luận 6 (SCĐ – tr33)

Theo quy ước, sóng truyền hình UHF sử dụng sóng vô tuyến có tần số rất cao: từ 470 MHz đến 698 MHz. Bước sóng tương ứng được tính:  và  .

*Luyện tập (SCĐ – tr33)

Tần số phát sóng vô tuyến (radio) thay đổi theo từng địa phương. Ta có bảng tổng hợp một số các tần số và bước sóng ở một số kênh truyền thanh địa  phương như sau:

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

III. TẦN SỐ VÀ BƯỚC SÓNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CÁC KÊNH TRUYỀN THÔNG

- Trong viễn thông, các tần số được sử dụng bao gồm:

+ Sóng vô tuyến AM sử dụng khoảng 106 dải tần số, trong khoảng 535 – 1705 kHz (tương ứng với bước sóng từ 560 – 176 m).

+ Sóng vô tuyến FM gồm 100 dải tần số, từ 88 – 108 MHz (bước sóng từ 3,41 – 2,78 m).

+ Sóng truyền hình VHF gồm hai dải tần số: 54 – 88 MHz (bước sóng từ 5,56 – 341 m) và 174 – 216 MHz (bước sóng từ 1,72 – 1,39 m).

+ Sóng truyền hình UHF có tần số từ 470 – 698 MHz (bước sóng từ 63,83 – 43 cm).

- Ở nước ta, điện thoại di động sử dụng tần số 800 MHz hoặc 900 MHz (bước sóng bằng 37,5 cm hoặc 33,3 cm), trong khi sóng wifi gồm các tần số 2,4 GHz, 5 GHz hoặc 60 GHz (bước sóng tương ứng 12,5 cm; 6 cm hoặc 5 mm).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn, yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và trả lời nội dung Thảo luận (SCĐ – tr36)

7. Khi muốn nghe nhạc qua máy phát thanh (radio) với chất lượng âm thanh cao, ta thường nghe kênh AM hay FM? Vì sao?

8. Dựa vào Hình 5.11, cho biết khi sóng FM xuyên qua tầng điện li và đi vào không gian, làm cách nào để máy thu đặt tại mặt đất có thể nhận được tín hiệu sóng FM khi nó không phản xạ trở lại Trái Đất như sóng AM.

9. Nêu ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp biến điệu AM, FM và lập bảng so sánh.

- HS làm việc theo nhóm ở Hoạt động 2, chia tờ giấy A1 thành các góc tương ứng với các thành viên, HS suy nghĩ và viết câu trả lời của mình vào giấy. Sau đó, các thành viên trong nhóm thảo luận và thống nhất ý kiến với nhau, ghi kết quả thảo luận vào giữa tờ giấy.

- Sau khi HS trả lời, GV nêu những ưu, nhược điểm của biến điệu biên độ và biến điệu tần số.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời nội dung Luyện tập (SCĐ – tr35)

1. Trong mạch phát sóng, thông thường có một bộ phận để khuếch đại tín hiệu. Theo em, bộ phận khuếch đại này có tác dụng gì và thường được đặt ở vị trí nào của mạch phát sóng?

2. Vì sao cần ít nhất một bộ phận khuếch địa ở mạch thu sóng? Bộ phận này đặt ở vị trí nào của mạch thu sóng?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ và trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

*Thảo luận 7 (SCĐ – tr34)

Ta thường nghe kênh FM để có thể nghe nhạc qua máy phát thanh (radio) với chất lượng âm thanh cao. Kênh FM có ưu điểm so với kênh AM là ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu của môi trường, không ảnh hưởng đến tần số sóng vô tuyến. Do đó, sóng FM sẽ cho âm thanh tái tạo trung thực hơn sau khi qua mạch tách sóng.

*Thảo luận 8 (SCĐ – tr34)

Sóng FM chỉ có thể phát và nhận trực tiếp từ các trạm phát và thu trên mặt đất (nên còn được gọi là sóng trực tiếp – direct wave). Do đó, sóng FM chỉ truyền đi được qua những khoảng cách ngắn hoặc phải có một trạm trung gian trên không trung thu nhận và phát sóng FM trở lại mặt đất.

*Thảo luận 9 (SCĐ – tr34)

Bảng so sánh giữa các sóng AM và sóng FM:

(Đính kèm phía dưới)

*Luyện tập 1 (SCĐ – tr35)

Sau khi đã được biến điệu, sóng mang thường được khuếch đại trước khi được truyền ra anten phát nhằm mục đích tăng công suất để tránh sự suy giảm khi tín hiệu được truyền đi. Hơn nữa, bộ phận khuếch đại này còn có tác dụng là để công suất của tín hiệu phát chiếm ưu thế so với nhiễu.

*Luyện tập 2 (SCĐ – tr35)

Trong mạch thu sóng, cần có bộ phận khuếch đại để tái lập lại công suất tín hiệu đã bị suy giảm sau khi đi qua đường truyền. Bộ phận khuếch đại này thường được bố trí ngay sau khi tín hiệu được nhận từ anten thu.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung luyện tập.

IV. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ VÀ BIẾN ĐIỆU TẦN SỐ

1. Biến điệu biên độ

- Ưu điểm: Cài đặt đơn giản, mạch tách sóng đơn giản với số ít thiết bị, máy nhận sóng đơn giản, có chi phí thấp, có thể truyền đi ở khoảng cách lớn.

- Nhược điểm: ít hiệu quả trong việc sử dụng điện năng, chiếm băng thông hẹp, bị ảnh hưởng nhiều bởi tiếng ồn, độ trung thực kém khi thông tin được tái tạo ở máy thu tín hiệu.

- Mặc dù có những nhược điểm, những cách biến điệu AM vẫn được sử dụng rộng rãi trong truyền thanh đối với sóng dài, sóng trung và sóng ngắn.

2. Biến điệu tần số

- Ưu điểm: Ít bị nhiễu bởi tiếng ồn và băng thông sóng FM bao phủ vùng tần số nghe được bởi tai người, cho âm thanh chất lượng cao hơn so với sóng AM.

- Nhược điểm: Sóng FM không bị phản xạ bởi tầng điện li nên chỉ được sử dụng với khoảng cách ngắn, thiết bị của truyền sóng FM như bộ nhận sóng và môi trường truyền phức tạp, giá cả cao.

*Trả lời Thảo luận 9 (SCĐ – tr34)

Bảng so sánh giữa các sóng AM và sóng FM:

1 - A

2 - A

3 - B

4 - D

5 - C