Тема: Электромагнитные волны. Радиосвязь и телевидение.
Цель: дать понятие электромагнитным волнам, познакомиться с принципами создания радиосвязи и телевидения.
Опрос: физический диктант.
1. Процессы, которые могут самопроизвольно протекать лишь в одном определенном направлении: в обратном направлении они могут протекать только при внешнем воздействии. (необратимые процессы).
2. Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе. ∆U=A+Q (первый закон термодинамики для работы внешних сил над системой)
3. Q= ∆U+ А׳ (первый закон термодинамики для работы системы над внешними телами)
4. Невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии других изменений в обеих системах или окружающих телах. (второй закон термодинамики).
5. Нагреватель (температура Т1) Q1 – Рабочее тело двигателя (Работа А ׳) Q2 – Холодильник (температура Т2) (схема теплового двигателя).
6. Передача информации с помощью электромагнитных волн (радиосвязь)
∆q
7. I = ------- (средняя сила тока)
∆t
U
8. I = ----- (закон Ома для участка цепи)
R
9. Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. (электрический ток)
Переход: сообщение цели урока.
Изучение нового материала.
Механические волны распространяются только в упругих средах: газе, жидкости или твердом теле. Существуют, однако, волны, которые не нуждаются в каком-либо веществе для своего распространения. Это электромагнитные волны. К ним, в частности относятся радиоволны и свет. Электромагнитное поле может существовать в вакууме, т.е. в пространстве, не содержащем атомов. Несмотря на существенное различие электромагнитных волн от механических, электромагнитные волны при распространении ведут себя подобно механическим.
Электромагнитные волны.
При перемещении заряда, меняется электрическое поле вблизи него. Это переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле в соседних областях пространства. И наоборот.
Перемещение заряда вызывает возмущение электромагнитного поля, которое, распространяясь, охватывает все большие и большие области окружающего пространства, изменяя то поле, которое существовало до смещения заряда. Скорость распространения этого процесса равна скорости сета в вакууме.
Если заряд не просто сместился из одной точки в другую, а был приведен в быстрые колебания, то возникает электромагнитная волна. (система взаимно перпендикулярных, периодически изменяющихся электрических и магнитных полей).
 |
Радиосвязь
Опыты Герца с электромагнитными волнами заинтересовали физиков всего мира. Ученые стали искать пути усовершенствования излучателя и приемника электромагнитных волн.
В России одним из первых изучением электромагнитных волн занялся преподаватель офицерских курсов в Кронштадте Александр Степанович Попов, который построил первый в мире радиоприемник. 7 мая 1895 года радиоприемник был продемонстрирован – День радио.
Впервые радиосвязь была установлена в России А.С.Поповым, создавшим аппаратуру, принимающую и передающую сигналы (7 мая 1895).
Принцип радиосвязи
График колебания высокой частоты
График колебания звуковой частоты, т.е. модулирующих колебаний.
График модулированных по амплитуде колебаний.
|
|
|
Микрофон
Передающая Принимающая Громкоговоритель
антенна антенна
Принцип радиосвязи
Модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний.
Детектирование – преобразование высокочастотных колебаний в низкочастотные.
Свойства электромагнитных волн:
1. Поглощение (рупоры друг против друга).
2. Отражение (между рупорами металлическая пластина).
3. Преломление (треугольная призма из парафина - диэлектрик).
4. Поперечность. (поляризация) решетка с поперечными отверстиями пропускает волну, а с продольными не пропускает.
Распространение радиоволн.
Устойчивая радиосвязь между удаленными пунктами на земной поверхности вне прямой видимости оказывается возможной из-за способности радиоволн огибать выпуклую земную поверхность (явление дифракции). Это огибание выражено тем сильнее, чем больше длина волны. (100 м.)
Короткие волны (от 10 до 100 м.) распространяются за счет многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли.
Ультракороткие волны (λ‹ 10 м.) проникают через ионосферу и почти не огибают поверхность Земли. Они используются для радиосвязи между пунктами в пределах видимости, а также для связи с космическими кораблями.
Принцип сотовой связи.
Сотовая телефонная связь основана на компьютерных системах, которые связывают номера абонента и адреса наиболее близких ретрансляторов. При перемещении абонента происходит перерегистрация – привязка абонента к новому, ближайшему ретранслятору.
Телевидение.
На передающей станции происходит преобразование изображения в последовательность электрических сигналов. Дальше все, как в радиосвязи. В телевизоре преобразование в видимое изображение происходит в кинескопе. Для получения цветного изображения осуществляется передача трех видеосигналов, несущих компоненты изображения, соответствующие основным цветам (красному, зеленому, синему).
Д/з: Законспектировать «Развитие средств связи» Физика 11 класс. § 58, стр. 165-166