Задание на 18.11.2021 для группы 3 Мастер по обработке цифровой информации
ОП.03. Основы электроники и цифровой схемотехники
ПЛАН УРОКА №12
Тема 2. Колебательные системы. Распространение радиоволн
Тема урока: Понятие о радиоволнах. Основные характеристики радиоволн.
Задачи урока:
- сформировать у обучающихся основные сведения о радиоволнах;
- развитие познавательного интереса обучающихся, умения извлекать знания из различных источников, умения составлять план, работать с конспектом;
- содействовать в ходе урока воспитанию самостоятельности, добросовестности.
План
Понятие о радиоволнах
Основные характеристики радиоволн
1. Из физики известно, что если по проводнику протекает переменный ток, то вокруг него возникает переменное магнитное поле, силовые линии которого охватывают проводник с током.
Вблизи проводника появляется переменное поле с замкнутыми линиями магнитной индукции. Изменение магнитного поля приводит к появлению переменного электрического поля с замкнутыми линиями напряженности.
Электрическое поле всегда направлено вдоль проводника, и векторы напряженности электрического и магнитного полей всегда перпендикулярны в пространстве.
Поскольку ток в проводнике переменный, электромагнитное поле также изменяется во времени. Его магнитная составляющая вызывает переменное электрическое поле не только вблизи проводника, но и в соседних областях пространства. Электрическое поле, в свою очередь новые вихри магнитного поля.
Образованные поля уже не связаны с проводником, а являются свободными. Они непрерывно изменяются во времени и, благодаря этому, распространяются в пространстве со скоростью 300 000 км/с, образуя электромагнитные волны.
Радиоволнами называются электромагнитные колебания, применяемые для передачи сигналов на расстояние.
Радиоволны создаются в результате излучения антенной пространство высокочастотных
колебаний, возбуждаемых генератором высокой частоты, и представляют собой периодически меняющиеся взаимосвязанные электрические и магнитные поля.
Каждую радиоволну можно охарактеризовать частотой и длиной волны. f = I/2П LC
где L и С - параметры колебательной системы. Данной частоте колебаний в контуре
соответствует определенная длина волны в пространстве.
Длиной волны называется расстояние, проходимое электромагнитной энергией за время одного периода колебаний. Длина волны Л связана с частотой электромагнитных колебаний соотношением:
Л = C/f = 3*108/f; f = C/л = 3*108/л
где f - частота тока, вызывающего электромагнитную волну, Гц; С - скорость распространения электромагнитной энергии, м/с.
Таким образом, зная длину радиоволны л можно определить её частоту f и, зная частоту, можно определить длину волны.
Важной характеристикой электромагнитных волн является их поляризация. Поляризация волны определяется законом изменения направления и величины вектора в данной точке пространства за период колебания.
Э лектромагнитное поле – это особый вид материи, характеризующийся непрерывным распределением в пространстве, способностью распространению со скоростью света, способностью силового воздействия на заряженные частицы и токи, в процессе которого энергия поля преобразуется в другие виды энергии.
Электромагнитное поле является совокупностью двух взаимосвязанных переменных полей: электрического и магнитного. Распространяясь в пространстве электромагнитное поле образует электромагнитную волну.
Радиоволнами называют часть диапазона электромагнитных волн. Наряду с радиоволнами к электромагнитным волнам относят: инфракрасные лучи, создаваемые при нагревании тел; видимый свет; ультрафиолетовые лучи, получаемые как при нагревании тел, так и при электрическом разряде; рентгеновские лучи, образуемых при резком торможении пучка электронов; гамма-лучи, получаемые в результате внутриядерных процессов. Как видно все они отличаются друг от друга частотой колебаний (длиной волн) и способом их получения.
Радиоволны создаются при прохождении по проводнику высокочастотного электрического тока.
Явление возбуждения высокочастотным током совокупности электрического (Е) и магнитного (Н) полей, распространяющихся в пространстве со скоростью света (V≈300000 км/с) принято называть излучением электромагнитных волн.
Если ток в проводнике (антенне) изменяется периодически по синусоидальному закону, то в пространстве образуется движущееся электромагнитное поле с периодическим повторением во времени значений напряженности электрического и магнитного полей. Радиоволны, являясь электромагнитными волнами, распространяются в вакууме со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются вспышки молний и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и подвижной радиосвязи, радиовещания, радиолокации, радионавигации, спутниковой связи, организации беспроводных компьютерных сетей и в других бесчисленных приложениях.
В зависимости от значения частоты (длины волны) радиоволны относят к тому или иному диапазону радиочастот (диапазону длин волн). Можно также вести классификацию радиоволн по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара.
Характер распространения земных или поверхностных волн определяется рельефом местности, электрическими свойствами земной поверхности и частотой излучаемых колебаний.
Чем меньше проводимость почвы и чем больше частота, тем больше ее поглощение в земле.
Характер распространения ионосферных или пространственных волн определяется электрическими свойствами атмосферы и длиной волны.