Электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде

Тест. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.

1. Для существования электрического тока в проводнике необходимо наличие

1) свободных частиц

2) свободных заряженных частиц

3) электрического поля

4) свободных заряженных частиц и электрического поля

2. Индукционный ток в проводнике возникает

1) при изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводник

2) при наличии свободных заряженных частиц в проводнике

3) при наличии магнитного поля

4) при наличии заряженных частиц в проводнике

3. Источником электромагнитного поля служит

1) неподвижный заряд

2) движущийся заряд

3) ускоренно движущийся электрический заряд

4) постоянный магнит

4. Переменное электрическое поле является вихревым, так как силовые линии

1) у этого поля отсутствуют

2) начинаются на положительных зарядах

3) начинаются на отрицательных зарядах

5. Электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде

1) продольной электромагнитной волны

2) поперечной электромагнитной волны

3) потока заряженных частиц

4) механических волн

6. В электромагнитной волне совершают колебания

1) частицы среды

2) вектор напряженности электрического тока

3) векторы напряженности и магнитной индукции

4) вектор магнитной индукции

7. Длина электромагнитной волны находится по формуле

1) λ = cT 2) λ =

3) λ = cν 4) λ =

8. Какие из волн не являются электромагнитными?

2) звуковые волны

3) световые волны

4) рентгеновские лучи

9. Установите соответствие между научным открытием или гипотезой и фамилией ученого.

Научное открытие Фамилия ученого

А) электромагнитная индукция 1) Попов

Б) электромагнитная волна 2) Фарадей

10. На какой частоте работает радиостанция, передающая информацию на волне длиной 250 м? Скорость радиоволны 300 000 км/ с.

1. Вокруг проводника с током можно обнаружить

1) только электрическое поле

2) только магнитное поле

3) электрическое и магнитное поле

4) гравитационное поле

2. Электромагнитное поле образуют

1) электрическое и магнитное поля, существующие в данной области пространства

2) постоянные магниты

3) переменные электрическое и магнитное поля, порождающие друг друга

4) неподвижные заряды

3. Электромагнитное поле можно обнаружить около

1) неподвижного заряда

2) неподвижного магнита

3) движущегося с постоянной скоростью заряда

4) ускоренно движущегося электрического заряда

4. Переменное магнитное поле является вихревым, так как

1) у него нет силовых линий

2) силовые линии горизонтальны

3) силовые линии не замкнуты

4) силовые линии замкнуты

5. В вакууме электромагнитное поле распространяется в виде электромагнитной волны, скорость которой

1) уменьшается с течением времени

2) увеличивается со временем

3) постоянна и равна 3 000 000 м/ с

4) постоянна и равна 300 км/ с

6. Колебания векторов напряженности электрического поля и магнитной индукции происходят в плоскостях, которые

1) параллельны направлению распространения волны

2) перпендикулярны направлению распространения волны

3) не связаны с направлением распространения волны

4) постоянно меняют свою ориентацию по отношению к направлению распространения

7. Длина электромагнитной волны находится по формуле

1) λ = 2) λ =

3) λ = cν 4) λ =

8. К электромагнитным волнам относится

1) звуковая волна

3) взрывная волна

4) ультразвуковая волна

9. Установите соответствие между фамилиями ученых и их вкладами в развитие науки

Фамилия ученого Вклад в науку

А) Фарадей 1) Обнаружил на опыте электромагнитную волну

Б) Максвелл 2) Ввел представление об электрическом и магнитном поле

В) Герц 3) Создал теорию электромагнитного поля

10. Какая длина волны соответствует сигналу SOS, если его частота 5 ∙ 105 Гц? Скорость радиоволны 300 000 км/ с.

Тест. Радиоактивные превращения атомных ядер.

Экспериментальные методы исследования частиц

1. При радиоактивных превращениях

1) происходят изменения в ядре атома

2) изменяется число электронов в атоме

3) изменения происходят с ядром и числом электронов

4) не происходит никаких изменений с ядром атома и числом электронов

2. Зарядовое число равно

1) заряду ядра, выраженному в элементарных зарядах

2) массе ядра (с точностью до целых чисел)

3) массе электронов, входящих в состав атома данного химического элемента

4) заряду электронов, входящих в состав атома

3. При радиоактивном распаде ядро радия 88226 Ra превращается в 86226 Rn. Эта реакция является

1) альфа-распадом, и в ней выделяется электрон

2) альфа-распадом, и в ней выделяется ядро гелия

3) бета-распадом, и в ней выделяется электрон

4) бета-распадом, и в ней выделяется ядро гелия

1) 20 а. е.м. 2) 41 а. е.м.

3) 21 а. е.м. 4) 61 а. е.м.

6. След, оставляемый частицей, в камере Вильсона называется

1) траектория 2) трек

3) путь 4) орбита

7. Действие счетчика Гейгера основано на явлении

1) термоэлектронной эмиссии

2) конденсации перенасыщенного пара

3) ударной ионизации

4) расщепления молекул движущейся заряженной частицы

8. Заряженная частица вызывает появление следа из капелек жидкости в газе в

2) счетчике Гейгера

3) пузырьковой камере

4) камере Вильсона

9. Установите соответствие между видом распада и изменениями в атомном ядре.

Вид распада Изменения в атомном ядре

А) альфа-распад 1) заряд ядра не изменяется

Б) бета-распад 2) заряд ядра уменьшается на 1

В) гамма-распад 3) заряд ядра уменьшается на 2

4) заряд ядра увеличивается на 1

10. Каково количество электронов и протонов в ядре атома 13 H?

Частица Число частиц

1. Радиоактивность – это

1) способность ядер некоторых элементов изменяться

2) способность некоторых атомных ядер к самопроизвольному превращению в другие ядра

с испусканием излучения

3) способность ядер атомов некоторых элементов самопроизвольно менять свой заряд

4) способность атомов к самопроизвольному превращению в другие атомы с поглощением

2. Массовое число ядра атома химического элемента равно

1) Заряду ядра, выраженному в элементарных зарядах

2) Массе ядра (с точностью до целых чисел)

3) Массе электронов, входящих в состав атома данного химического элемента

4) Заряду электронов, входящих в состав

3. При радиоактивном распаде массовое число образовавшегося ядра не изменилось, а зарядовое число увеличилось на единицу. Эта реакция является

1) альфа-распадом, и в ней выделяется ядро гелия

2) альфа-распадом, и в ней выделяется электрон

3) бета-распадом, и в ней выделяется ядро гелия

4) бета-распадом, и в ней выделяется электрон

6. Действие камеры Вильсона основано на принципе

1) ударной ионизации

2) свечения экрана под действием заряженной частицы

3) конденсации перенасыщенного пара

4) расщепления молекулы движущейся заряженной частицы

7. Заряженная частица вызывает появление следа из пузырьков пара жидкости в

2) счетчике Гейгера

3) пузырьковой камере

4) камере Вильсона

8. Прохождение быстрой заряженной частицы вызывает появление импульса электрического тока в газе в

2) счетчике Гейгера

3) камере Вильсона

4) пузырьковой камере

9. Каково количество электронов и протонов в ядре атома 23 He?

Частица Число частиц

10. Установите соответствие между видом распада и изменениями в атомном ядре

Вид распада Изменения в атомном ядре

А) альфа-распад 1) масса ядра не изменяется

Б) бета-распад 2) масса ядра уменьшается на 1

В) гамма-распад 3) масса ядра уменьшается на 4

4) масса ядра увеличивается на 1

Тест. Открытие протона. Открытие нейтрона. Состав атомного ядра. Массовое число. Зарядовое число. Ядерные силы. Энергия связи. Дефект масс.

1. Протон был открыт

1) положительный заряд и массу, равную массе протона

2) положительный заряд и массу чуть больше массы протона

3) массу чуть больше массы протона и не имеет электрического заряда

4) массу, равную массе протона, и не имеет электрического заряда

3. В состав атомного ядра входят

1) протоны и электроны

2) протоны и нейтроны

3) нейтроны и электроны

4) протоны, нейтроны и электроны

4. Состав ядра атома кислорода 816 O

1) 8 протонов, 16 нейтронов

2) 16 протонов, 8 нейтронов

3) 8 протонов, 8 нейтронов

4) 16 протонов, 24 нейтрона

5. Устойчивость атомных ядер обеспечивает действие

1) электрических сил

2) гравитационных сил

4) магнитных сил

6. Ядерные силы являются

Читайте также:  Обои в черно белых тонах фото

1) Силами притяжения и отталкивания одновременно

2) Только силами притяжения

3) Только силами отталкивания

4) Характер взаимодействия определяется расстоянием

7. Масса атомного ядра из Z протонов и N нейтронов равна MЯ, масса протона mp, масса нейтрона mn. Чему равна энергия связи ядра?

2) (MЯ + Zmp + Nmn) с2

3) (MЯ — Zmp — Nmn) с2

4) (Zmp + Nmn – MЯ) с2

8. Изотопы – это разновидности данного химического элемента, различающиеся

1) зарядами ядер

3) числом электронов в атомах

4) размерами атомных ядер

9. Установите соответствие между изотопами водорода и числом нейтронов в ядре

Изотоп Число нейтронов

10. Каков дефект массы ядра кислорода 816 О (в а. е.м.)? Масса ядра кислорода равна 15, 99491 а. е.м., масса протона 1,00729 а. е.м., нейтрона 1, 00866 а. е.м.

1. Нейтрон был открыт

1) отрицательный заряд и массу, равную массе электрона

2) положительный заряд и массу, равную массе электрона

3) отрицательный заряд и массу, равную 1 а. е.м.

4) положительный заряд и массу, равную 1 а. е.м.

3. В состав атома входят

1) протоны и электроны

2) протоны и нейтроны

3) нейтроны и электроны

4) протоны, нейтроны и электроны

4. В состав ядра атома лития 36 Li входит

1) 3 протона и 3 нейтрона

2) 3 электрона и 3 нейтрона

3) 3 протона и 3 электрона

4) 3 протона, 3 нейтрона и 3 электрона

5. Ядерные силы действуют между

3) протонами и нейтронами

4) между всеми частицами, входящими в состав ядра

6. Ядерные силы проявляются

1) на любых расстояниях

2) на расстояниях порядка 10-10 М

3) на расстояниях порядка 10-15 М

4) на расстояниях порядка 10-20 М

7. Масса атомного ядра из Z протонов и N нейтронов равна MЯ, масса протона mp, масса нейтрона mn. Чему равен дефект масс?

8. Разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, называются

9. Установите соответствие между изотопами урана и числом нейтронов в ядре

Изотоп Число нейтронов

А) 92235 U 1) 235

Б) 92238 U 2) 238

10. Определите дефект массы ядра азота 714 N ( в а. е.м). Масса ядра азота равна 14, 00307 а. е.м., масса протона 1, 00728 а. е.м., нейтрона 1, 00866 а. е.м.

Тест. Деление ядер урана. Цепная реакция.

1. В ядре атома действуют

1) электростатическое отталкивание между протонами и ядерные силы отталкивания между нуклонами ядра

2) электростатическое притяжение между протонами и ядерные силы отталкивания между нуклонами ядра

3) электростатическое отталкивание между протонам и ядерные силы притяжения между нуклонами яда

4) электростатическое притяжение между протонам и ядерные силы отталкивания между нуклонами ядра

2. При поглощении нейтрона ядро урана

2) увеличивается заряд ядра и распадается

3) возбуждается, деформируется и распадается на два осколка

4) возбуждается, деформируется и испускает два нейтрона

3. Частица, вызывающая реакцию деления ядра урана и образующая в ходе реакции

4) альф а — частица

4. Деление ядра переходит

1) с поглощением энергии

2) с выделением энергии

3) как с поглощением, так и с выделением энергии

4) без каких – либо изменений энергии

5. При делении ядра урана большая часть внутренней энергии ядер урана переходит

1) в кинетическую энергию нейтронов

2) в кинетическую энергию осколков

3) в потенциальную энергию осколков

4) во внутреннюю энергию окружающее среды

6. Критическая масса – это

1) минимальная масса, при которой возможно протекание цепной реакции

2) максимальная масса, при которой возможно протекание цепной реакции

3) масса урана, необходимая для реакции деления

4) масса урана, при которой реакция деления урана становится неуправляемой

7. При бомбардировке атома 3 6Li нейтронами 10n образуются гелий 4 2He и

1) 1 1H 2) 2 1H 3) 3 1H 4) 3 2He

8. Укажите второй продукт ядерной реакции 14 7N + 10n → 146C + ?

1) 10n 2) 11p 3) 21H 4) 42He

9. Установите соответствие между ядерной реакцией и ее вызовом.

А) 60 27Со → 6028Ni + 0-1e 1) реакция деления

Б) 235 92U + 10n → 14456Ba + 8936Kr +3 10n 2) α — распад

4) реакция синтеза

10. Изотоп 24494Pu испытывает в одно м случае α – распад, а в другом – β-распад. Изотопы каких элементов получаются в каждом случае?

А) α — распад 1) 24495Am

Б) β — распад 2) 24290Th

1. Деление ядер урана при бомбардировке нейтронам было открыто

2) Ганом и Штрассманом

3) супругами Кюри

2. Частица, вызывающая реакцию деления ядер урана,

4) альфа — частица

3. Реакция деления ядер урана идет

1) с выделением энергии в окружающую среду

2) с поглощением энергии из окружающей среды

3) в зависимости от условий с выделением или поглощением энергии

4) без каких – либо превращений энергии

4. Реакция деления урана является цепной, т. к.

1) она идет с выделением энергии

2) происходит под действием нейтронов

3) частица, вызывающая реакцию, образуется в ходе реакции

4) в ходе реакции образуются два осколка

5. Ядро урана после поглощения нейтрона распадается на два осколка, т. к.

1) ядерные силы становятся больше сил электростатического отталкивания

2) силы электростатического отталкивания равны ядерным силам притяжения

3) силы электростатического отталкивания больше ядерных сил притяжения

4) ядерные силы и силы электростатического отталкивания исчезают

6. Если масса урана равна критической, то

1) число нейтронов, появившихся при делении ядер, становится равным числу потерянных нейтронов

2) число нейтронов, появившихся при делении ядер, становится больше числа потерянных нейтронов

3) число нейтронов, появившихся при делении ядер, становится меньше числа потерянных нейтронов

4) число нейтронов, появившихся при делении ядер, постоянно увеличивается

7. Укажите второй продукт ядерной реакции 7 3Li+ 11H → 42He + ?

1) 10n 2) 11p 3) 21H 4) 42He

8. Допишите ядерную реакцию 4 2He + 94Be → 126C + ?

1) 10n 2) 11p 3) 21H 4) 42He

9. Установите соответствие между ядерной реакцией и ее видом.

А) 235 92U + 10n → 14456Ba + 8936Kr +3 10n 1) реакция деления

Б) 226 88Ra → 22286Rn + 24He 2) α — распад

10. Изотоп урана 235 92U испытывает в одном случае α – распад, а в другом — β –распад. Изотопы каких элементов получаются каждом случае?

А) α — распад 1) 24495Am

Б) β — распад 2) 24290Th

ОТВЕТЫ к тестам

Электромагнитное поле. Электромагнитные волны

Электромагнитная волна – распространяющееся в среде переменное электромагнитное поле. Теория электромагнитного поля была создана Д. Максвеллом на основе экспериментальных законов электромагнетизма. Согласно этой теории: 1) переменное магнитное поле создает в окружающем его пространстве вихревое электрическое поле; 2) переменное электрическое поле создает в окружающем его пространстве вихревое магнитное поле. Совокупность неразрывно связанных изменяющихся вихревых электрического и магнитного полей называют электромагнитным полем. Из теории Максвелла вытекает: 1)переменное электромагнитное поле распространяется в среде в виде электромагнитной волны; 2)любой движущийся с ускорением (например, колеблющийся ) электрический заряд должен излучать электромагнитную волну.

Свойства электромагнитной волны.

1. В электромагнитной волне колеблются векторы и . — напряженность электрического поля, — индукция магнитного поля.

2. Векторы и взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, т.е. перпендикулярны скорости волны. Значит, электромагнитная волна – поперечная волна (рис.15.2). Векторы , иобразуют правую тройку. Если вращать правый винт от вектора к вектору , то поступательное перемещение винта будет совпадать с вектором скорости волны.

3. Векторы и колеблются в одинаковой фазе, одновременно обращаются в нуль и одновременно достигают максимальных значений (рис.15.2).

4. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме:

= с = 3·10 8 м/с;

= , (15.5)

где и — диэлектрическая и магнитная проницаемости среды. Следовательно, в любой среде скорость распространения электромагнитных волн меньше, чем в вакууме.

Читайте также:  Огурцы сорт престиж отзывы фото

5. Связь между длиной, скоростью и

Рис.15.2 частотой электромагнитной волны:

, (15.6)

где — длина волны в вакууме; — длина волны в среде. Видим, что длина волны, также как и скорость, уменьшается в среде, частота остается неизменной.

Итак, существование электромагнитных волн было предсказано теоретически Максвеллом. Только спустя тридцать лет электромагнитные волны были экспериментально получены Г.Герцем, изучены их свойства. Для получения электромагнитных волн Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур. С этим устройством, с опытами Герца предлагаем познакомиться, прочитав внимательно учебник [2, §49].

Открытие электромагнитных волн имело большое практическое значение для человечества. С историей изобретения радио, принципами радиосвязи (модуляция и детектирование электромагнитных волн), радиолокации, телевизионной связи познакомьтесь по учебнику [2, §§51-58].

[2]. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др. Главы 6,7.

Тема 16. (6 часов)

Оптика. Законы геометрической оптики. Оптические приборы. Волновые свойства света.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10662 — | 8022 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-03-13

Заказать написание уникльной работы

Тема №24: «Электромагнитное поле и его распространение в пространстве. Открытый колебательный контур. Энергия электромагнитного поля. Изобретение радио А.С.Поповым. Принципы радиотелеграфной связи.»

1 Самостоятельная работа по задачам из предыдущей темы.

В 1864г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля.

Электромагнитное поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Представляет собой взаимосвязанные переменные электрическое поле и магнитное поле. Взаимная связь электрического Е и магнитного Н полей заключается в том, что всякое изменение одного из них приводит к появлению другого: переменное электрическое поле, порождаемое ускоренно движущимися зарядами (источником), возбуждает в смежных областях пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное электрическое поле, и т. д. Таким образом, электромагнитное поле распространяется от точки к точке пространства в виде электромагнитных волн, бегущих от источника. Благодаря конечности скорости распространения электромагнитное поле может существовать автономно от породившего его источника и не исчезает с устранением источника (например, радиоволны не исчезают с прекращением тока в излучившей их антенне).

Электромагнитное поле в вакууме описывается напряженностью электрического поля Е и магнитной индукцией В. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе, в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости, было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.

Электромагнитные волны представляют собой электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды (рис. 1).

Рис. 1. Электромагнитные волны

Существование электромагнитных волн предсказано английским физиком М. Фарадеем в 1832 г. Другой английский ученый, Дж. Максвелл, в 1865 г. теоретически показал, что электромагнитные колебания не остаются локализованными в пространстве, а распространяются во все стороны от источника. Теория Максвелла позволила единым образом подойти к описанию радиоволн, оптического излучения, рентгеновского излучения, гамма-излучения. Оказалось, что все эти виды излучения – электромагнитные волны с различной длиной волны λ, т. е. родственны по своей природе. Каждое из них имеет своё определённое место в единой шкале электромагнитных волн (рис. 2).

Рис. 2. Шкала электромагнитных волн

Распространяясь в средах, электромагнитные волны, как и всякие другие волны, могут испытывать преломление и отражение на границе раздела сред, дисперсию, поглощение, интерференцию; при распространении в неоднородных средах наблюдаются дифракция волн, рассеяние волн и другие явления.

Электромагнитные волны различных диапазонов длин волн характеризуются различными способами возбуждения и регистрации, по-разному взаимодействуют с веществом. Процессы излучения и поглощения электромагнитных волн от самых длинных до ИК излучения достаточно полно описываются соотношениями классической электродинамики

3 Открытый колебательный контур.

Источником гармонических электромагнитных волн является открытый колебательный контур. Излучение рассмотренного выше закрытого колебательного контура мало, так как он излучает в окружающее пространство ничтожную часть энергии (рис. 1).

Это объясняется тем, что этот контур представляет собой почти замкнутую электрическую цепь. В этой цепи сила тока в данный момент времени одинакова во всех ее участках. Такой контур очень слабо излучает электромагнитные волны. Каждому участку витка катушки контура соответствует близко расположенный участок на противоположном конце диаметра витка, по которому ток проходит в противоположном направлении (рис. 2). На большом расстоянии от витка эти участки создают магнитные поля, индукции которых почти равны по модулю и направлены в противоположные стороны. В результате вдали от контура поля ослабляют друг друга, так что магнитное поле оказывается сосредоточенным лишь внутри катушки.

Так же обстоит дело с электрическими полями зарядов на обкладках конденсатора. Заряды равны по модулю и противоположны по знаку. Почти все электрическое поле сосредоточено между пластинами, а вдали от них поля зарядов противоположных знаков почти целиком компенсируют друг друга.

Таким образом, большая частота колебаний в колебательном контуре еще не гарантирует интенсивное излучение электромагнитных волн, хотя энергия излучения

Необходимо перейти от закрытого колебательного контура к открытому. Если контур состоит из катушки и двух пластин, не параллельных друг другу (рис. 3), то чем под большим углом развернуты эти пластины, тем более свободно электромагнитные волны излучаются в окружающее пространство.

Предельным случаем является разнесение пластин на противоположные стороны катушки. При таком преобразовании контура будет изменяться частота электромагнитных волн. Как известно,

где С = ƐƐ 0 S / d . Если раздвигать пластины конденсатора, то его емкость при этом будет уменьшаться, так как увеличивается d. Можно уменьшить и индуктивность катушки, если заменить ее прямым проводом (рис. 3, а, б, в).

Частота колебаний в контуре возрастает. Таким образом, мы получили — антенну. В антенне заряды уже не сосредоточены на концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока не одинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посередине достигает максимума. (Напомним, что в обычных цепях переменного тока сила тока во всех сечениях в данный момент времени одинакова.)

Впервые электромагнитные волны экспериментально получил, передал на расстояние (правда, в пределах стола) и принял Генрих Герц. В качестве колебательных контуров он использовал так называемые диполи Герца (вибраторы Герца): два стержня с шариками, между которыми оставлен определенный зазор. К шарикам от индукционной катушки подводили достаточно высокое напряжение, и между ними проскакивала искра — высокочастотный разряд (переменный ток). Следовательно, в пространстве возникало быстропеременное электромагнитное поле, распространялась электромагнитная волна, интенсивность которой была наибольшей в направлении, перпендикулярном вектору напряженности .

Введено понятие вибратора Герца, приведена рабочая схема вибратора Герца, рассмотрен переход от замкнутого контура к электрическому диполю

Посредством вибратора, резонатора и отражательных металлических экранов Герц доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. Он доказал их тождественность световым волнам (сходство явлений отражения, преломления, интерференции и поляризации) и сумел измерить их длину.

Приемник электромагнитных волн Г. Герц сделал аналогичным образом, только расстояние между шариками было уменьшено. Герц наблюдал электромагнитные колебания в приемном вибраторе по искоркам, проскакивающим между проводниками приемного вибратора.

Читайте также:  Водосборное кольцо для алмазного бурения своими руками

Г. Герц не только получил электромагнитные волны, но и обнаружил, что они ведут себя подобно другим видам волн. Он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа, установил, что они распространяются прямолинейно в однородной среде, испытывают преломление на границе прозрачных сред, наблюдал интерференцию и на основании экспериментальных данных определил длину электромагнитной волны В опытах Герца λ = 66 см. А при известной частоте можно вычислить скорость распространения электромагнитных волн Он рассчитал, что , т.е. она равна скорости света в вакууме.

4 Изобретение радио А.С.Попо вым.

Прошло более 100 лет со дня изобретения радиопередачи полезной (заданной) информации русским ученым Александром Степановичем Поповым, который 25 апреля по старому стилю (7 мая — по новому стилю) 1895 года впервые в мире сделал научный доклад для научно-технической общественности об изобретенном им методе использования излученных электромагнитных волн для беспроводной передачи электрических сигналов, содержащих полезную информацию для получателя, и продемонстрировал такую передачу в действии, получая в приемнике эту информацию. В марте следующего года он продемонстрировал уже прибор для передачи сигналов, передав на расстояние 250 м радиограмму их двух слов "Генрих Герц".

Первые сообщения об этом докладе появились в газете "Кронштадский вестник" (от 30 июня 1895 года). Описание аппаратуры А.С. Попова и полученных им результатов было опубликовано А.С. Поповым в ряде журналов, в том числе в журналах Русского физико-химического общества (РФХО) — том 27 от 24 ноября 1895 года и том 28 от 28 февраля 1896 года. Эти журналы распространялись не только в России, но и за рубежом и были весьма популярны среди иностранных ученых. Предложенный А.С. Поповым метод беспроводной передачи полезной информации путем модуляции (манипуляции) излучаемых электромагнитных волн получил в дальнейшем название радиопередачи (Radio — испускать лучи, лат.).

После демонстрации радиопередачи 25 апреля(7 мая) 1895 года А.С. Попов в течение ряда лет передавал на корабли Балтийского флота множество служебных радиограмм для нужд этого флота и исследовал методы увеличения дальности приема радиограмм, проводил прием радиоволн от грозовых облаков в Лесном институте в Санкт-Петербурге (летом 1895 и 1896 г.г.) и на электростанции в Нижнем Новгороде (летом 1896 г.) — дальность приема составляла 30 км. Успешное применение радиосвязи А.С. Поповым на Балтийском флоте было высоко оценено руководством флота и командирами кораблей. Для оснащения флота потребовалось изготовление многих десятков комплектов аппаратуры А.С. Попова. Изготовление первых десятков таких комплектов было организовано в Кронштадте по чертежам и под руководством А.С. Попова в мастерских лейтенанта Е.В. Колбасьева. Кроме того, для удовлетворения растущих потребностей флота в такой аппаратуре к ее изготовлению были привлечены иностранные фирмы, которым были переданы чертежи А.С. Попова. Это фирма Э. Дюкрете во Франции и Всеобщая Компания электричества (AEG) в Германии (профессор А. Слаби и граф Арко). Э. Дюкрете представил 19 ноября 1897 года на выставку в Париже образцы такой аппаратуры, а 21 января 1898 года делал доклад о ней на заседании Французского физического общества.
Таким образом, производство радиоаппаратуры А.С. Попова в Кронштадте в мастерских Е.В. Колбасьева можно считать первым в мире промышленным выпуском приемной и передающей радиоаппаратуры, а эти мастерские были первенцем отечественной радиопромышленности. Примеру мастерских Е.В. Колбасьева, фирм Э. Дюкрете и AEG последовала Англия, которая как колониальная держава особенно нуждалась в радиосвязи с кораблями и с колониями. Некоторое количество такой аппаратуры было изготовлено в Англии военным ведомством.

Работами А.С.Попова заинтересовался молодой предприимчивый итальянец Гульельмо Маркони, который согласно сообщениям (появляющимся в настоящее время) западной прессы, пытался повторить в доме своего отца в Болонье опыты А.С. Попова. Первое сообщение об этом появилось в печати без каких либо подробностей и без описания аппаратуры и полученных результатов. Г. Маркони 2 июня 1896 г. подал в Англии заявку на изобретение аппаратуры для связи без проводов с помощью электромагнитных волн, 2 марта 1897 года он закончил внесение изменений в эту заявку и 2 июля 1897 года он получил английский патент. Г. Маркони в своем патенте применил приемник по схеме А.С. Попова, а его "Усовершенствования" состояли в добавлении (с целью внесения отличий от приемника А.С. Попова) в приемник отдельной батареи звонка, что усложнило схему. Из сравнения схем А.С. Попова и Г. Маркони следует, что Г. Маркони отстал от А.С. Попова на 2 года.

5 Принцип современной радиосвязи.

Электромагнитные волны в настоящее время широко применяются в различных областях радиоэлектроники (отрасль науки и техники, использующая электромагнитные волны для передачи, приема и преобразования информации): радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиоуправление, радиотелеметрия, радиометеорология, радиоразведка и др.

Остановимся на принципах современной радиотелефонной связи.

Радиопередачи стали возможны после создания генератора незатухающих колебаний. При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне с помощью микрофона превращаются в электрические колебания той же формы. Трудность передачи звукового сигнала состоит в том, что для радиосвязи необходимы колебания высокой частоты, а колебания звукового диапазона — низкочастотные колебания, для излучения которых невозможно построить эффективные антенны. Поэтому колебания звуковой частоты приходится тем или иным способом накладывать на колебания высокой частоты, которые уже переносят их на большие расстояния.

Радиопередающее устройство содержит следующие основные элементы (рис. 1): Г — задающий генератор колебаний высокой частоты, преобразующий энергию источника постоянного напряжения в гармонические колебания высокой частоты. Частоту этих колебаний называют несущей. Она должна быть строго постоянной;

МК — преобразователь сообщений в электрический сигнал, используемый для модуляции колебаний несущей частоты. Вид преобразователя зависит от физической природы передаваемого сигнала: при звуковом сигнале преобразователем является микрофон, при передаче изображений — передающая телевизионная трубка:

Μ — модулятор, в котором происходит модуляция высокочастотного сигнала в соответствии с частотой звукового сигнала, несущего информацию, подлежащую передаче;

УВЧ — обычно имеется один или два каскада усилителя мощности модулированного сигнала;

Α 1 — излучающая антенна, предназначенная для излучения электромагнитных волн в окружающее пространство.

Радиоприемное устройство предназначено для приема информации, передаваемой с помощью электромагнитных волн, излучаемых передающей антенной радиопередатчика. Радиоприемное устройство содержит следующие основные элементы (рис. 2): А 2 — приемная антенна служит для улавливания электромагнитных колебаний. В антенне возникают вынужденные модулированные колебания, возбуждаемые различными радиостанциями;

РК — резонансный контур, настраиваемый на определенную частоту, который из множества принятых антенной сигналов выделяет полезный сигнал;

УВЧ — в РК в результате резонанса происходит увеличение амплитуды напряжения принятых колебаний. Однако при этом дополнительная высокочастотная энергия не создается и мощность принятого сигнала не возрастает. Более того, она даже несколько уменьшается из-за неизбежных потерь энергии на активном сопротивлении входной цепи. Мощность принятого сигнала исключительно мала. Поэтому в усилителе высокой частоты повышается напряжение принятого сигнала и увеличивается его мощность;

Д — детекторный каскад. Здесь усиленный модулированный высокочастотный сигнал преобразуется и из него выделяется модулирующий сигнал, несущий передаваемую информацию. Следовательно, детектирование — процесс, обратный модуляции. В качестве детектора используют приборы с нелинейной характеристикой — электронные лампы и полупроводниковые приборы;

УНЧ — усилитель низкой частоты. Выделенное в детекторном каскаде модулирующее напряжение низкой частоты мало и его усиливают в усилителе низкой частоты;

ГВ — после усиления низкочастотный сигнал поступает на громкоговоритель (телефон).

6 Вопросы на закрепление изученной темы.

— Что представляет собой электромагнитное поле? электромагнитные волны?

— Кто создал теорию электромагнитных волн?

— Чем отличается закрытый колебательный контур от открытого?

— Расскажите об опытах Герца.

— Кто изобрёл радио?

— В чём заключаются процессы модуляции и детектирования?

Рисунок 42 — Процесс детектирования АМ сигналов

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector