Урок физики по теме " Изобретение радио. Принцип радиосвязи. Радиолокация" - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Урок-конференция по теме «Радиолокация. Телевидение. Развитие средств... 1 187.05kb.
Радиотехника и радиофизика 3 Глава Изобретение радио 5 §1 Александр... 1 285.2kb.
Урок по теме: «Математический маятник» 1 52.65kb.
Урок-смотр знаний по теме «Физика атома» 1 57.89kb.
Урок V рабочая тетрадь по истории Ученика(цы) (фио) Школа класс 6 1 84.16kb.
Параметры планирования 37 4294.96kb.
Радиолокация Работа выполнена 1 123.21kb.
Программа вступительного испытания для поступающих на заочную форму... 1 47.9kb.
Рекомендация мсэ-r bt. 1210-4 (01/2012) 1 70.87kb.
Рекомендация мсэ-r bs. 1771-1 (01/2012) 1 183.42kb.
Рекомендация мсэ-r bt. 1699-1 (09/2009) 7 383.11kb.
Р154 Системы защиты от пассивных помех. Сборник лабораторных работ... 1 15.84kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Урок физики по теме " Изобретение радио. Принцип радиосвязи. Радиолокация" - страница №1/1

Урок физики по теме

" Изобретение радио. Принцип радиосвязи. Радиолокация". 11-й класс


Тип урока: изучения нового материала

Цель урока: Раскрыть физический принцип радиотелефонной связи; ознакомить учащихся с устройством простейшего радиоприёмника; объяснить принцип радиолокации и рассмотреть его применение; ознакомить учащихся с практическим применением электромагнитных волн.

Задачи:

  • Образовательная: усвоение понятий: радиосвязь, модуляция, детектирование, радиолокация; формирование умений применять основы радиотехники на практике. Показать роль науки и техники в развитии НТП, роль приборов в научном познании.

  • Развивающая: развивать у учащихся познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний по физике по средством переработки и предъявления учебной и научно-популярной информации; коммуникативные, толерантные качества учащихся, операции логического мышления (анализ, синтез, сравнение) при изучении данной темы; развитие критического мышления, на основе заполнения таблицы "Знаю. Узнал. Хочу узнать."

  • Воспитательная: воспитывать интерес к предмету, экологическую грамотность учащихся, показать вклад отечественных ученых в мировой науке.

Оборудование урока: ПК, проектор, презентация, конструктор

План урока

Эпиграф к уроку:

"Счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи". А.С.Попов

I. Оргмомент

II. Мотивация и актуализация опорных знаний учащихся

III. Изучение нового материала

1. История появления радиосвязи.

2. Схема простейшего радиоприёмника А.С.Попова ( доклад+сборка радио учащимся)

3. Принцип радиотелефонной связи

4. Радиолокация - обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн.(доклад учащихся)
ФИЗМИНУТКА

5. Экологическая безопасность электромагнитных излучений (доклад+ опыт)

IV. Закрепление знаний учащихся

1. Решение задач

2. Викторина

V. Рефлексия

VI. Итог урока. Домашнее задание

Ход урока:

I. - Здравствуйте! Садитесь. Человек живет в океане электромагнитных волн. Его ежедневно, ежечасно окружают различные излучения. Одним из самых известных являются радиоволны. Это э/м волны с длиной волны от долей миллиметра до нескольких километров. Название волн определено по их предназначению и для радиоволн характерны все свойства э/м волн. Получение и регистрация э/м волн подтолкнуло физиков и техников всего мира к поискам средств совершенствования излучателя и приемника, практического использования этих устройств. И, когда 7 мая 1895 года А. С. Попов продемонстрировал прибор для приема э/м волн, началась эра радио. Итак сегодня на уроке мы познакомимся с изобретением радио, рассмотрим принципы радиосвязи, и узнаем что такое радиолокация.

II. Но прежде чем перейти к изучению новой темы, давайте вспомним о чем мы говорили на прошлых занятиях:

  1. Что такое электромагнитная волна?(распростр. В пр-ве эл.-м. Поле)

  2. Кто теоретически доказал существование электромагнитных волн? (Максвелл)

  3. Кто получил электромагнитные волны на практике?(Герц)

  4. Как называется система, в которой получают электромагнитные волны?(Вибратор Герца)

III. 1. У каждого из вас в кармане есть телефон. Мы привыкли к этому и считаем это обычным явлением. И мало кто из вас задумывался о том сколько труда было затрачено людьми на создание такой казалось бы простой вещи. Путь к созданию наших современных сотовых телефонов начинался почти 150 лет назад. Ведь именно в 1864 году британским физиком Джеймсом Максвеллом было предсказано существование электромагнитных волн. Именно с помощью них мы связываемся по телефону друг с другом.

- были ли в древности другие средства связи?

В истории человечества одним из первых средств связи были сигнальные костры, В Древней Греции уже применялся простейший код - костровый дым трех цветов. С помощью цветовых сочетаний можно было передавать информацию. Во времена Ньютона появились подзорные трубы, что позволило создать систему костровой связи с ретрансляторами, находящимися на расстоянии, большем 10 км. Имеются сведения, что в течение 20 мин можно было телеграфировать сообщение на расстояние в несколько сотен километров.

Начало развитию электросвязи было положено в 1837 г., когда американским художником и изобретателем С.Морзе был создан телеграфный аппарат. Он создал азбуку, в которой каждая буква алфавита зашифрована сочетанием точек и тире. Телеграф получил образное название "говорящая молния". Телеграфные провода, подвешенные на столбах, начали простираться на многие километры.

В 1876 г. американским инженером А.Г.Беллом был изобретен телефон.

Опыты Герца открыли перед человечеством возможность применения радиоволн для осуществления связи.

7 мая 1895 г. А.С.Попов публично демонстрировал радиоприемник, а в сентябре того же года, присоединив к схеме телеграфный аппарат Морзе, вел запись принимаемых сигналов на ленту.

Доклад уч-ся+сборка радио (слайд)

Итак,именно Попову впервые удалось осуществить беспроводную передачу данных с помощью эл.-м. волн на заседании Русского физико-химического общества.

К заслугам Попова относится создание приемной антены,кот может принимать большое кол-во эн-и и именно в ней должен индуцироваться переменный ток.

Из каких же частей приемник сост.?

Главная часть-когерер(слайд); звонок; источник пост.тока; приёмная антенна.

Работа приемника заключается в следующем:

Батарея создает ток в цепи, в которую был включен когерер и звонок,но звенеть он не мог т.к. когерер обладал большим сопротивлением -ток не проходил.

Когда на приемную антенну попадала эл-м. волна и в ней индуцировался электрический ток, то складываясь с током от батареи, он уже был достаточно большим. В этот момент проскакивала искра в когер. Опилки спекались и по прибору шел ток, звонок звенел.

Кроме этого в приемнике был ударный механизм, который одновременно ударял и по звонку и по когереру, встряхивая его.

После удара сопротивление увеличивалось и звонок переставал звенеть до следующего приема эл.-м. волн.

Сам попов говорил что приемник может работать достаточно хорошо и на больших расстояниях, но надо создать очень хороший излучатель -в этом была вся проблема.

Важнейшим этапом в развитии радиосвязи стала радиотелефонная связь – передача речи или музыки с помощью электромагнитных волн (слайд). Стала она возможной благодаря созданию в 1913г. генератора незатухающих электромагнитных колебаний (рис.).

Давайте посмотрим на его схему

Основная часть любого генератора - триод (состоит из анода, катода и сетки). Обращаю внимание, что он появился только в начале прошлого века и, когда это случилось, вопрос об источнике эл.-м волн отпал. Давайте посмотрим на схему и разберемся как устроена передающая часть:

Во первых это ГВЧ (сейчас они изменены-стали меньше в размерах и мощнее), он соединен с модулятором и на него же поступает еще и звук с микрофона (в котором механические колебания преобразуются в низкочастотные электрические).

Колебания от микрофона и от ГВЧ соединяются в модуляторе, и после усиления промодулированный сигнал поступает на передающую антенну и выходит в эфир.

Слово «модуляция» означает размеренность. Как же она осуществляется и из чего состоит? (Рис. на доске + слайд)

В модуляторе происходит объединение двух сигналов, в результате чего мы получаем высокочастотную составляющую в соответствии с сигналом низкой частоты. Такой процесс называется амплитудной модуляцией. (слайд)

Теперь поговорим о приемной части:

Сигнал, который мы отправили, должен прийти к приемнику этого сигнала, и мы должны его превратить в сигнал со звуковой частотой. Из каких же частей состоит приёмник и какие тут преобразования происходят?(рис):

1- приём антенна; 2 – детектор. Обращаю внимание, что в нем происходит процесс отделения высокочастотной составляющей от низкочастотной; далее сигнал усиливается; затем идет на динамик

Давайте посмотрим, как же устроен детекторный радиоприемник (рис):

Основная часть - закрытый колебательный контур (изменяя емкость конденсатора-настраиваем нужную частоту), к нему присоединена приемная антенна.

Роль детектора играет полупроводниковый диод.

Но сигнал поступает с помехами и, чтобы их убрать, используют фильтр-конденсатор. Он не только убирает помехи, но и производит сглаживание пульсирующего тока.

После сигнал через сопротивление идет на динамик.

Обратимся к процессам, которые происходят внутри приемника и посмотрим на сигналы, которые в нем преобразуются. Сам процесс детектирования это и есть преобразование сигнала. (слайд)

Как мы говорили, на приемную антенну поступает промодулированный сигнал. Пройдя детектор образуется пульсирующий ток (рис). Нижняя часть отсечена, т.к. ток через диод идет в одном направлении.

Фильтр (конденсатор) каждые полпериода заряжается и разряжается, это приводит к тому, что образуется сглаживание и появляется линия (рис), которая соответствует низкочастотной составляющей.

А после сопротивления получаем сигнал соответствующий низкочастотной составляющей.

Далее этот сигнал идет на динамик, в котором преобразуется его в механическую волну - звук

Если говорить о телевидении, то там происходит то же самое, только на модулятор посылают еще один сигнал - изображение.

Соответственно телевизор должен разделить сигнал на 3 части (звук, изображение и управляющий сигнал-синхронизация)

Кроме телевидения и радиовещания эл.-м. волны находят применение в радиолокации (слайд)



4. Радиолокация (Доклад уч-ся)

Радиолокация - обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн. (доклад)

R=c * t/2

В основе принципа лежит свойство отражения электромагнитных волн.

Наиболее широко применяют радиолокацию в авиации, на флоте и в космонавтике. Очень большое значение имеет она в военном деле. Радиолокационным методом измерили расстояние от Земли до Луны и планет Солнечной системы.

ФИЗМИНУТКА

5. Экологическая безопасность электромагнитных излучений (доклад+ опыт)

В настоящее время искусственно созданные электромагнитные поля во много раз превысили естественный электромагнитный фон Земли, к которому человек приспособился на долгом пути эволюции.

Источниками электромагнитных полей являются объекты радиовещания, телевидения, радиолокации, сеть высоковольтных линий электропередачи. Как влияют на человека эти излучения, которые он сам "выпустил в свет"? Установлено, что электромагнитные поля большой интенсивности отрицательно влияют на здоровье человека. Так, люди, попадающие под воздействие мощного радиоизлучения (сотрудники радиолокационных станций, радио- и телепередающих и приемных станций), часто жалуются на плохое самочувствие. У них встречаются функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем организма, наблюдается поражение хрусталика глаза. В связи с этим при работе с источниками электромагнитных полей высоких частот (ВЧ) разработаны правила безопасности.

К средствам защиты персонала, обслуживающего ВЧ-, УВЧ-, СВЧ-установки, относятся: экранирование источника излучения или рабочего места, дистанционное управление, применение средств индивидуальной защиты, например специальной одежды (халат с капюшоном из металлизированной ткани, защитные очки и др.).

В настоящее время все большее число людей, даже непосредственно не связанных с работой установок, излучающих электромагнитные волны, попадают под их воздействие. В быт входят все новые электроприборы, работа которых создает комфорт, но может отрицательно сказаться на самочувствии человека. Поэтому следует принимать меры по уменьшению их негативного воздействия на здоровье человека, в том числе ограничивать время работы радиотелефонов, телевизоров, компьютеров; не находиться близко от включенных электроприборов (микроволновой печи, телевизора) и др.

Электромагнитные поля сотовых телефонов

Наиболее вредными являются высокочастотные излучения сантиметрового диапазона. Облучение вызывает нагревание, что может привести к изменениям и даже повреждениям тканей организма. Действие электромагнитных полей на организм проявляется на функциональном расстройстве центральной нервной системы. Субъективные ощущения - повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна и т.д. При систематическом облучении наблюдаются нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса.

Внешние признаки - поредение волос, сухая кожа, желтоватого оттенка, хриплый голос.

Меры безопасности:

- не разговаривайте много по мобильному телефону;

- не подносите телефон к голове сразу же после нажатия кнопки

начала набора номера. В этот момент электромагнитное излучение в

несколько раз больше, чем во время разговора;

- опасайтесь находиться подолгу вблизи антенны ретранслятора провайдера;

- при выборе телефона отдайте предпочтение аппаратам с внешними

антеннами.



Опыт: Положили 2 телефона и послали сигнал вызова с одного на другой. Между ними положили сырое яйцо. Спустя час разбили яйцо и увидели, что белок начал сворачиваться.

Итак, как мы видим электромагнитные волны могут оказывать и негативное влияние.

IV. Закрепление знаний учащихся

  • Что называется радиосвязью?

  • Какой процесс называется модуляцией?

  • Что называется детектированием?

  • Что такое радиолокация и где она применяется?

1 .Решение задач (3 учащихся возле доски)

1. Радиосигнал, посланный на Луну, отразился и был принят на Земле через 2,5с после посылки. Определить расстояние от Земли до Луны.

2.На какой частоте корабли передают сигналы бедствий SOS если по Международному соглашению длина волны равна 600 м?

3. Определить период колебаний в колебательном в колебательном контуре, излучающем электромагнитные волны длиной 450 м.



2. Викторина.

1. Почему возникают радиопомехи, когда рядом проходит трамвай?

Ответ. Корпус трамвая металлический, он отражает падающие на него электромагнитные волны.

2.. Могут ли космонавты при выходе в открытый космос разговаривать друг с другом без радиоустройств?

Ответ. Нет, т.к. в вакууме звуковые волны не распространяются. Однако, если космонавты соприкоснутся шлемами скафандров, они смогут услышать друг друга.

3. Как изменится частота электромагнитных колебаний в контуре, если в катушку ввести железный стержень?

Ответ. Индуктивность катушки увеличится, следовательно, частота колебаний контура уменьшится

4. Радиоприёмник можно настраивать на приём радиоволн различной длины. Что нужно для перехода к приёму более длинных волн: сближать или раздвигать пластины конденсатора контура?

Ответ. Чем больше длина волны, тем меньше её частота. Чтобы частота электромагнитной волны уменьшилась, ёмкость конденсатора нужно увеличить, а для этого пластины конденсатора надо сдвинуть.

5. Почему радиоприёмник в автомашине плохо работает, когда она проезжает под эстакадой или под мостом?

Ответ. Мост или эстакада сделаны из металлоконструкций, которые хорошо отражают и поглощают электромагнитные волны, т.е. создают экран, непроницаемый для электромагнитных волн.

V. Рефлексия

1. Заполнение таблицы "Что вы знали? Что нового узнали? Что хотели бы узнать?"



2. Ваше эмоциональное состояние в конце урока (выберите, соответствующее вам): усталость, удовольствие, утомление, удовлетворение, напряжённость, хорошее настроение




Что знал

Что нового узнал

Хочу узнать подробнее

История связи

 




 

Принцип радиосвязи

 




 

Схема простейшего радиоприёмника

 




 

Радиолокация

 




 

Сотовая связь

 




 

VI. Итак, применение радиоволн достаточно широко, а современная наука и техника не стоит на месте, а стремительно движется вперед. Возможности радиодиапазона далеко не исчерпаны и таят в себе огромный потенциал для дальнейших исследований, дальнейшего расширения диапазона. Для этого необходимы новые конструкторские решения. Это значит, что радиоэлектронику ждет великое будущее, и она сыграет значимую роль в развитии цивилизации.

Оценки, Домашнее задание




Бедствием немого кино были ненужные надписи, бедствием нынешнего — ненужные диалоги. Рене Клер
ещё >>