中學物理實驗：收音機的簡單實驗

[目的和要求]

　　了解有關收音機的初步知識。

　　[儀器和器材]

　　晶體管收音機(學生自帶)，干電池，J2465型學生信號源或J2464型教學信號源。J2465型學生信號源分高頻和低頻兩大部分。高頻分兩個頻段：“I”頻段在500千赫至1700千赫連續可調?！癐I”頻段在400千赫至580千赫連續可調。低頻分五檔：500赫、1000赫、1500赫、2000赫、2500赫。等幅和調幅：低頻輸出功等幅波，高頻既作等幅波輸出，又可作調幅波輸出，機內所有低頻對所有高頻都有調幅作用，調幅深度連續可變。J2464型教學信號源可以輸出正弦波、方波、鋸齒波;輸出頻率分高頻、低頻、超低頻。其中高頻、低頻部分與本實驗有關，使用方法與學生信號源基本相同。

　　[實驗方法]

　　一、無線電源的傳播具有方向性

　　把收音機后蓋打開，看清楚磁棒在機內的位置，選一個電臺的廣播收聽，轉動收音機，當磁棒正對著無線電波傳來方向時(即磁棒的長度順著無線電波傳來的方向時)，聲音最小;將收音機轉過90°，使磁棒垂直于無線電波傳來的方向時，聲音最響。再將收音機轉動到使磁棒與地面垂直時收音機的聲音幾乎消失。這表明，無線電波的傳播具有方向性，使用收音機時，應調整它的位置，使它聲音最響。

　　二、外來干擾對收音機的影響及其消除

　　1.接通收音機電源，在收音機附近用導線將干電池兩極不斷地瞬時碰觸，能在收音機中聽到連續的咯巴聲，碰觸多少次，收音機中咯巴聲也響同樣多的次數。這說明在收音機附近有電流發生變化時，產生雜音電波，會在收音機中產生雜音干擾。

　　2.將日光燈電容器斷開，拉亮日光燈，學生用收音機在教室內收聽低頻端電臺，能聽到咝咝聲明顯干擾廣播聲。距日光燈越近，這種干擾現象越嚴重，當收音機靠近日光燈時，廣播聲幾乎被雜音干擾蓋沒。這說明點亮著的日光燈能對收音機產生干擾。然后教師把日光燈上的電容器接上，雜音干擾小些了。這說明在干擾源上并聯電容器可以減少干擾(日光燈上并聯電容器主要作用是提高功率因數)。

　　把日光燈啟動器外殼取下，可以看到，在氖泡兩端并聯有一個小電容器，就是為了減小啟動器閃動時對收音機、電視機等的干擾。

　　三、無線電廣播

　　在教室天花板上固定一根長4米左右的導線，一端懸空，另一端接在信號源的高頻輸出端上，作發射天線用。將信號源面板上高頻增幅旋大，低頻增幅也旋大，右邊的撥動開關撥在“I”位置，左邊的撥動開關撥在“調幅”位置，將信號源頻率調節旋鈕固定在某一位置。

　　將收音機接通電源，音量旋到最大，緩慢旋動調諧旋鈕，當旋到某一位置時，會聽到“嗚”的叫聲。

　　然后將信號源關閉，收音機中叫聲消失，再接通信號源，叫聲又出現。這表明收音機中的叫聲確實是信號源發射出來的。

　　再調節信號源頻率，把發射頻率變高(或變低)后固定，看各收音機中的叫聲還有沒有。再讓學生把收音機的調諧也向高端(或向低端)旋動，直到重新聽到叫聲。

　　實驗表明：根據電諧振原理，接收頻率只有和發射頻率相同時，接收機才能接收到發射機的信號。收音機的調諧就是根據這一原理進行選擇所要收聽的電臺廣播的。電視機的頻道旋鈕也是根據這一原理選擇所要收看的頻道節目的。

　　再把信號源的頻率選擇旋鈕(低頻調節)，從高向低(或者從低向高端)旋轉，收音機中叫聲的音調發生從高向低(或者從低向高)的變化。

　　無線電廣播就是用音頻信號去改變高頻電流的振幅，這一過程叫作調制。高頻電流發出的是等幅波，經聲音信號調制后，就變成了按照聲音的變化規律而變化的調幅波。收音機接收到調幅波后，經過調諧、檢波、放大等程序后，我們就聽到了廣播聲。

　　如果有條件，找一臺錄音機或擴音機，用引線將它的低頻輸出端接在信號源內調制輸入端，用聲音信號代替低頻正弦調制，并且斷開信號源內低頻的一邊，用錄音或擴音信號調制高頻后，用收音機可收聽到錄音或擴音的聲音。

　　[注意事項]

　　1.不能亂撥動收音機內元件，以免損壞機內元件。也不能亂調整可調部分，如中周變壓器磁心、微調電容、線圈在磁棒上的位置等，以免使收音機性能變壞。

　　2.如果使用的為多波段收音機，實驗時應將波段開關扳在中波上。

　　3.信號源相當于一個小型發射電臺。其構造和工作原理比較復雜，初中學生難于理解，不必深究。

　　[參考資料]

　　使用晶體管收音機時的注意事項

　　1.收音機應放在干燥、陰涼、通風的地方，不宜放在陽光很強、溫度很高、濕度很大的地方，以防機內元器件損壞甚至霉斷。

　　2.收音機應經常通電，這樣可以防止電解電容器老化。在氣候潮濕的季節，利用電路工作時產生的熱量，可驅趕機內潮氣。

　　3.一般不需要外接天線。使用外接天線的收音機，最好安裝避雷器，雷雨天將天線直接接地，以防雷擊。

　　4.采用滑動甲類和乙類推挽功率放大的收音機，耗電量與聲音的大小有關，聲音越大，耗電量就越大。因此，調節音量應適度.以延長電池使用壽命。

　　5.更換電池時，應注意電池的電壓和正負極性(使用外接電源更應注意)，電壓不符或極性相反，會損壞機內元器件。收音機長期不用，應將電池取出，以防電液外溢時腐蝕機內元器件。

　　[思考題]

　　有一臺性能良好的收音機，拿到火車的車廂內，為什么收不到電臺播音?

　　提示：由于火車車廂外皮是金屬做的，對無線電波有屏蔽作用，車廂內部(特別是中間位置)的無線電波很弱，因而收不到電臺播音。乘坐火車時，可把收音機放在靠近窗口的小桌上;也可接一根臨時天線，天線的一端接收音機的天線接線柱，另一端拖在車廂外面即可。

　　收音機在地洞內、金屬結構的房屋內也會出現收不到電臺播音的情況，原因與上述相同。處理方法是接一根天線，一端伸出地洞外邊或金屬房屋外邊。