Принципы радиосвязи и телевидения.

Возможность практического применения элек­тромагнитных волн для установления связи без про­водов продемонстрировал 7 мая 1895 г. русский фи­зик А. Попов. Этот день считается днем рождения радио. Для осуществления радиосвязи необходимо обеспечить возможность излучения электромагнит­ных волн. Если электромагнитные волны возникают в контуре из катушки и конденсатора, то переменное магнитное поле оказывается связанным с катушкой, а переменное электрическое поле — сосредоточенным между пластинами конденсатора. Такой контур на­зывается закрытым. Закрытый колеба­тельный контур практически не излучает электро­магнитные волны в окружающее пространство. Если контур состоит из катушки и двух пластин плоского конденсатора, то под чем большим углом разверну­ты эти пластины, тем более свободно выходит элек­тромагнитное поле в окружающее пространство. Предельным случаем раскрытого колеба­тельного контура является удаление пластин на противоположные концы катушки. Такая система называется открытым колебательным контуром. В действительности контур состоит из катушки и длинного провода — антенны.

Энергия излучаемых (при помощи генератора незатухающих колебаний) электромагнитных коле­баний при одинаковой амплитуде колебаний силы тока в антенне пропорциональна четвертой степени частоты колебаний. На частотах в десятки, сотни и даже тысячи герц интенсивность электромагнитных колебаний ничтожно мала. Поэтому для осуществле­ния радио- и телевизионной связи используются электромагнитные волны с частотой от нескольких сотен тысяч герц до сотен мегагерц.

При передаче по радио речи, музыки и других звуковых сигналов применяют различные виды мо­дуляции высокочастотных (несущих) колебаний. Суть модуляции заключается в том, что высоко­частотные колебания, вырабатываемые генератором, изменяют по закону низкой частоты. В этом и за­ключается один из принципов радиопередачи. Дру­гим принципом является обратный процесс — детек­тирование. При радиоприеме из принятого антенной приемника модулированного сигнала нужно от­фильтровать звуковые низкочастотные колебания.

С помощью радиоволн осуществляется переда­ча на расстояние не только звуковых сигналов, но и изображения предмета. Большую роль в современном морском флоте, авиации и космонавтике играет ра­диолокация. В основе радиолокации лежит свойство отражения волн от проводящих тел. (От поверхности диэлектрика электромагнитные волны отражаются слабо, а от поверхности металлов почти полностью.)

Распространение радиоволн.

ДВ – длинные волны (λ от 1 км до 10 км) могут огибать Землю и используются для радиосвязи на большие расстояния. Но, распространяясь вдоль поверхности Земли они быстро теряют энергию вследствие поглощения диэлектриками(горы, леса, здания и т. д.).

СВ – средние волны (λ от 1000 м до 100 м) могут огибать незначительные препятствия и используются для радиосвязи на средние расстояния.

КВ – короткие волны (λ от 100м до 10м) - хорошо отражаются от ионосферы Земли(верхние ионизированные слои земной атмосферы) поэтому используются для радиосвязи на сверхдальние расстояния.

УКВ – ультракороткие волны (λ от 10м до 1 м) распространяются только в пределах прямой видимости, используются в местном радиовещании, а также в телевидении, для космической радиосвязи, т. к. проходят через ионосферу.

2. Магнитное поле тока..

Вокруг проводника с током существует магнитное поле. Магнитное поле изображается виде силовых линий. Силовые линии магнитного поля замкнуты,т.к. магнитное поле является вихревым полем.

1. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии представляют концентрические окружности, охватывающие проводник. Их направление определяется правилом правой руки (правило обхвата): большой палец, отставленный на 90⁰ должен показывать направление тока в проводнике. Четыре пальца при этом обхватывают проводник. Направление обхвата покажет направление магнитных линий.

2. Магнитное поле кругового тока (опыт с опилками).

Магнитные линии такого поля представляют овалы, которые с одной стороны входят в виток, а с другой выходят. Направление магнитных линий определяется по правилу правой руки: четыре пальца обхватывают проводник по направлению тока, тогда большой палец, отставленный на 90⁰ покажет направление магнитных линий. Принято считать, что магнитные линии выходят из северного магнитного полюса, а входят в южный магнитный полюс. Следовательно, у кругового тока есть два магнитных полюса, как и у магнитной стрелки.

3. Магнитное поле катушки с током(соленоида).

Магнитное поле внутри катушки является однородным, так как индукция поля везде одинакова, а магнитные линии параллельны друг другу. Правило буравчика: буравчик ставят по оси соленоида, вращают рукоятку по току, куда идёт остриё, туда и направлены магнитные линии.

Правило правой руки: правой рукой обхватывают соленоид, направив четыре пальца по току, отставленный на 90⁰ большой палец покажет направление магнитных линий.

Чтобы усилить магнитное поле катушки нужно:

увеличить магнитную проницаемость среды, например ввести в катушку стальной сердечник.

увеличить силу тока.

увеличить число витков, приходящихся на единицу длины.

Правило буравчика для кругового тока

Наравление магнитных линий можно определить также по правилу буравчика (правого винта). Буравчик ставят перпендикулярно плоскости витка в его центр и вращают по току, тогда куда идет буравчик туда и направлены магнитные линии.

3.Решите задачу: на высоте 2,2 м от поверхности земли мяч имел скорость 10 м/с.

С какой скоростью будет двигаться мяч у поверхности земли?

Решение: мяч падает равноускоренно с ускорением свободного падения. Изменение скорости

происходит по закону v²=v₀²+2gh. Из вычислений получаем значение скорости у поверхности земли.

Ответ:12 м/с.

Билет №28