Презентация "Радио"


Подписи к слайдам:
Радио

Радио

Попов Александр Степанович

  •  — русский физик и электротехник. Родился в поселке Турьинские рудники (Свердловская область) 16 марта 1859 г. в семье священника. После гимназии поступил в Петербургский университет, который окончил в 1882 г

Преподавательская деятельность

  • В 1883 — 1901 гг. преподавал в военных заведениях Кронштадта. С 1901 г. — профессор Петербургского электротехнического института, в 1905 г. был избран его ректором.

Научные исследования

  • Научные исследования Попова посвящены проблемам электротехники и радиотехники, в основном, радиосвязи.
  • Перечислим основные открытия Попова.
  • В 1888 г. он повторил опыты Герца по излучению электромагнитных волн, а в 1889 г. высказал идею по их использованию для передачи сигналов.

Когерер

  • . В 1894 г. сконструировал генератор электромагнитных колебаний и когерер. Когерер является основным элементом приёмника электромагнитных волн. В этом же году им создана первая антенна для приёма волн. Установив антенну, Попов обнаружил, что присоединённый к антенне приёмник реагирует на грозовые разряды. На основе своих наблюдений Попов создал прибор для регистрации грозовых разрядов, происходящих на значительном расстоянии, который назвал грозоотметчиком. Грозоотметчик был фактически первым в мире приёмником электромагнитных волн.

Грозоотметчик

  • 7 мая 1895 г. на заседании Российского физико-химического общества Попов продемонстрировал свой грозоотметчик и сделал доклад «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям».
  • На этом заседании он высказал предположение, что грозоотметчик может быть использован и для передачи сигналов, что не вызвало одобрения у слушателей.

«Генрих Герц»

  • 24 мая 1896 г. на очередном заседании физического отделения Российского физико-химического общества Попов показал созданные им приборы, с помощью которых продемонстрировал передачу сигналов на расстояние 250 м. Известно, что эта первая радиограмма содержала два слова: «Генрих Герц», что продемонстрировало бесконечное уважение Попова к этому учёному, вдохновившему его на смелые идеи и эксперименты.

Вибратор Герца

  • Вибратор представляет собой два стержня, разделённые промежутком, через который проскакивает искра.
  • Для возбуждения колебаний вибратор подключается к источнику, который постепенно увеличивает напряжение между стержнями. Когда напряжение достигает значения, при котором происходит пробой диэлектрика (воздуха), между стержнями возникает искра. В вибраторе возбуждаются колебания. Эти колебания постепенно затухают, искра гаснет. После этого вибратор опять начинает заряжаться от источника.

  • Из рисунка ясно, что вибратор аналогичен струне, колеблющейся с основной (наименьшей) частотой.
  • Длина излучаемой вибратором волны в два раза больше длины вибратора.

Радиолокация

  • В 1897 г. Попов обнаружил явление отражения волн от предметов, что заложило основу радиолокации.

  • Умер А. Попов 13 января 1906 г. в Петербурге. К сожалению, при жизни Попов не был обласкан славой, но тем не менее снискал большое уважение знавших его учёных. Временная плотность его открытий и достижений наглядно иллюстрирует талант большого учёного и великого труженика.

Имени ученого

  • В 1945 г. АН СССР учредила золотую медаль им. Попова за выдающиеся достижения в области радиофизики. День 7 мая в нашей стране стал Днём радио.

Приёмник А. Попова принимал сигналы от искрового генератора (см. рис.), принцип работы которого заключался в следующем: конденсатор постепенно заряжался от источника высокого напряжения. Когда напряжение достигало критического значения, наступал пробой, возбуждался разряд, в котором ток колебался с частотой колебательного контура. По окончании разряда конденсатор опять начинал заряжаться.

  • Радиосвязь — это передача и приём информации без проводов с помощью радиоволн.
  • Существуют разные виды радиосвязи: радиотелеграфная, радиотелефонная, радиовещание, телевидение, радиолокация.

  • Радиотелефонная связь — передача речи, музыки с помощью электромагнитных волн.
  • Для осуществления такой связи необходима передающая система и система, принимающая сигналы.
  • Передающая система состоит из устройства, преобразующего механические колебания в электромагнитные (микрофон), генератора высокой частоты, модулирующего устройства, передающей антенны.
  • Система, принимающая сигналы, состоит из приёмной антенны, приёмного контура и детектора — громкоговорителя.

Модуляция — изменение сигнала высокой частоты с помощью электрических колебаний низких частот. При этом изменяется один из параметров высокочастотной электромагнитной волны.

  • Радиотелеграфная связь — передача сочетаний точек и тире, передача алфавита с помощью азбуки Морзе. Впервые такая связь была продемонстрирована А. Поповым в 1895 г.
  • На рисунке показано модулирование сигналов при такой связи.

Свойства ЭМ волн

  • 1. Электромагнитная волна — поперечная.
  • Электрическое поле в электромагнитной волне — вихревое, силовые линии этого поля лежат в плоскости перпендикулярной вектору .
  • 2. Скорость электромагнитных волн в вакууме равна 3∙108 м/с и совпадает со скоростью света.
  • В среде:
  • где ε и μ — диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Свойства ЭМ волн

  • 3. Напряжённость электрического поля в волне и вектор магнитной индукции изменяются по закону:
  • E = E0sin(ωt – kx),
  • B = B0sin(ωt – kx).
  • 4. Электромагнитные волны переносят энергию.
  • 5. Электромагнитные волны отражаются от проводящих поверхностей и преломляются на границе двух диэлектриков.

Свойства ЭМ волн

  • 6. Электромагнитные волны оказывают давление.
  • 7. Наблюдаются дифракция, интерференция и поляризация электромагнитных волн.

  • Диапазон в метрах
  • Антенны
  • Влияние ионосферы и атмосферы
  • Схема переноса
  • километровые волны > 1000 м
  • мачтовые
  • поглощаются ионосферой
  • связь за счёт дифракции
  • гектометровые волны 100 ÷ 1000 м
  • мачтовые
  • отражаются ионосферой
  • связь за счёт отражения
  • декаметровые волны 10 ÷ 100 м
  • мачтовые
  • отражение от ионосферы и поверхности Земли
  • связь за счёт отражения от атмосферы и земной поверхности
  • метровые волны 1 ÷ 10 м
  • возможно создание направленных антенн
  • нет отражения от ионосферы
  • передача на расстоянии прямой видимости

  • Диапазон в метрах
  • Антенны
  • Влияние ионосферы и атмосферы
  • Схема переноса
  • дециметровые и сантиметровые волны 1 см ÷ 1 м
  • параболические зеркальные антенны
  • не отражаются ионосферой, прохождение зависит от прозрачности атмосферы (туман)
  • сверхдальний приём с помощью спутников и метеорных следов
  • миллиметровые и субмиллиметровые волны λ ≤ 1 мм
  • параболические антенны с высоким качеством поверхности
  • зависят от пропускания атмосферных газов
  • применяются в радиоастрономии

Радиолокация

  • Обнаружение объектов и их расположение в пространстве с помощью электромагнитных волн называется радиолокацией.
  • Импульсная модуляция, применяемая в радиолокации.

Телевидение

  • Передачи ТВ ведутся на частотах от 50 до 230 МГц. В этом диапазоне электромагнитные волны распространяются только в пределах видимости. Поэтому для обеспечения передачи сигналов на далёкие расстояния строят высокие антенны.
  • На Останкинской телебашне антенны установлены на высоте 540 м, что обеспечивает приём передач на расстоянии 120 км от Москвы. На бóльшие расстояния телевизионные сигналы передаются с помощью ретрансляционных спутников.

Устройство цветного кинескопа

  • Электронные пушки
  • Электронные лучи
  • Фокусирующие катушки
  • Отклоняющие катушки
  • Анодный вывод
  • Теневая маска, разделяющая красные, зелёные и синие части изображения
  • Слой люминофора с зонами красного, зелёного и синего свечения
  • Люминофорное покрытие внутренней стороны экрана в увеличенном масштабе