Средства связи в нашей школе

Обобщающий урок по теме «Электромагнитные волны»
11-й класс. Базовый курс

Цель урока: повторить теоретические вопросы темы «Радиоволны» и на примере школы продемонстрировать возможности средств связи.

Оборудование: технические средства: магнитофон, рация (переносная радиостанция), переговорное устройство, телевизор, видеофильм «Средства связи», радиомикрофон, спутниковая антенна (на крыше школы).

Литература

Пенкер Д.И., Корие Э.Д. Программированные задания по физике 10-го класса.
Фадеева А.Л., Самойленко П.И. Физика. Дидактические материалы. Ч. II.
Ряболов Т.И., Дадашева Н.Р., Самойленко П.И. Сборник дидактических заданий по физике.
Енохович А.С. Справочник по физике и технике.

Учитель. Здравствуйте, сегодня мы подведем итоги темы «Радиоволны». Еще раз повторим свойства радиоволн и их применение в средствах связи на примере нашей школы, углубим прикладные знания. Вначале в течение 10 мин проведем физический диктант на 2 варианта: вопросы 1-го варианта читает женский голос, 2-го – мужской. По окончании диктанта два ученика проверят его, ставя «+» и «–» в зависимости от правильности ответа.

Физический диктант (записан на магнитофоне)

Вариант 1

1. Что представляет собой электромагнитная волна? С какой скоростью она распространяется в вакууме?

2. Чем различаются устройства, изображенные на рис. а и б? Кто первым предложил открытый колебательный контур и для чего? (Рисунок на доске.)

3. Изобразите схематически (на доске оси изображены заранее) графики:

а) колебаний низкой частоты;
б) модулированных по амплитуде колебаний;
в) незатухающих колебаний высокой частоты.

4. Какими свойствами электромагнитных волн объясняется, что:

а) в радиолокации используют электромагнитные волны сверхвысокой частоты?
б) для охвата телевидением (диапазон ультракоротких волн) большой территории необходимы густая сеть передатчиков (ретрансляторов) и высокие приемные антенны?

5. Решите задачу (условие кратко написано на доске).

На какую длину волны настроен колебательный контур приемника индуктивностью 0,2 мГн, если максимальная сила тока в контуре 0,1 А, а максимальное напряжение на конденсаторе 200 В?

Вариант 2

1. Дайте определение электромагнитных колебаний. Приведите примеры.

2. Какие функции в приемнике А.С.Попова (рисунок на доске) выполняют устройства I, II, III, IV?

3. Изобразите схематически графики:

а) модулированных колебаний, возбуждаемых электромагнитной волной в приемной антенне радиоприемника;
б) этих же колебаний после прохождения через детектор приемника;
в) этих же колебаний после прохождения через телефон.

4. Какими свойствами электромагнитных волн объясняется, что:

а) радиоприемник перестает работать, когда автомобиль проезжает по тоннелю или под мостом?
б) излучение, используемое при радиолокации, имеет острую направленность?

5. Решите задачу (условие кратко написано на доске).

В радиоприемнике используется катушка индуктивностью 50 мГн. Какой емкости должен быть конденсатор, чтобы приемник мог принимать радиостанцию, работающую на частоте 545 кГц?

Ответы

Вариант 1

1. Электромагнитная волна – распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле, с = 3 • 10⁸ м/с.

2.

 а) закрытый колебательный контур, который почти не излучает электромагнитную волну;
б) открытый колебательный контур [одна пластина конденсатора представлена антенной, другая – землей. – Ред.]; Г.Герц, для излучения электромагнитных волн.

3. 

4. 

а) [Чем меньше длина волны, тем более мелкий объект можно обнаружить, т.к. тем бо1льшая доля падающей энергии будет от него отражаться. – Ред.];
б) УК волны распространяются в пределах прямой видимости.

Вариант 2

1. Периодические изменения силы тока, напряжения, напряженности электрического поля и индукции магнитного поля. Например, изменение заряда на конденсаторе, переменный ток, колебаний E и B в электромагнитной волне.

2. I – антенна, для приема волн; II [когерер, для замыкания цепи реле звонка, т.е. для подачи звукового сигнала о приходе электромагнитной волны; III – заземление, для увеличения дальности приема; IV – катушка индуктивности контура, для обеспечения избирательности приема. – Ред.].

3. 

4. а) поглощением; б) интерференцией.

5.

Сообщения учащихся о средствах связи, имеющихся в школе.

• Кабельное телевидение (видеомагнитофон, спутниковое ТВ, видеокамера и т.д.)

Система кабельного телевидения предназначена для показа учебных видеофильмов в классах. Источником сигнала может быть видеомагнитофон, видеокамера или приемник системы спутникового телевидения. Если входной видеосигнал представляет собой изображение в системе PAL, он подается на транскодер и там преобразуется в систему SECAM, для того чтобы обеспечить цветное изображение. Далее сигнал подается на модулятор, который преобразует НЧ видеосигнал в ВЧ сигнал частотой 77,25 МГц (это соответствует 3-метровому каналу). Сигнал усиливается и по коаксиальному кабелю подается на приемники, расположенные в классах. (Демонстрируется фрагмент из видеофильма «Средства связи».)

• Спутниковое телевидение

Это вид связи, когда радиоволны передаются через спутник. Параболическая антенна диаметром 2,5–3 м позволяет осуществлять наиболее качественный прием сигналов от спутника, находящегося на геостационарной орбите. А сигнал на спутник поступает с нескольких телецентров Европы и Азии. К параболической антенне подключен конвертор, преобразующий высокочастотные (11 ГГц) спутниковые сигналы в ток частотой 1000 МГц. Непосредственно после конвертора следует тюнер. Тюнер настраивается на частоту той или иной станции и имеет два выхода: низкочастотный и высокочастотный. Через низкочастотный выход тюнер подключается непосредственно к телеприемнику. Высокочастотный сигнал как более мощный идет на транскодер, преобразующий системы кодирования PAL ® SECAM. К транскодеру подключается модулятор, преобразующий ВЧ сигнал в сигнал телевизионной частоты. К модулятору можно подключить как один, так и несколько телевизоров, независимо от системы их кодирования (PAL, SECAM). (Демонстрируется фрагмент передачи из Германии, полученный с помощью спутникового телевидения.)

• Переносная радиостанция

При проведении спортивных соревнований, ремонте крыши, мероприятиях по ремонту и профилактике устройств кабельного телевидения используется переносная радиостанция. (Ребята демонстрируют ее работу: один уче-

ник в классе, другой из библиотеки – рассказывают об имеющейся литературе о средствах связи.)

Радиомикрофон представляет собой комплекс, в который входят приемное устройство и собственно радиомикрофон, в качестве которого используется маломощный передатчик. Микрофон преобразует механические колебания звуковой частоты в низкочастотный электрический сигнал, затем этот сигнал усиливается в микрофоне же и поступает на модулятор; в модуляторе ВЧ сигнал модулируется по амплитуде НЧ сигналом и поступает на антенну. Антенна излучает высокочастотные модулированные колебания. Радиомикрофон нашей школы имеет два передатчика, работающих с небольшим разносом частот, каждый мощностью 50 мВт и дальностью передачи 100 м. В качестве источника питания радиомикрофона можно использовать элемент типа «Крона» напряжением 9 В, рабочая полоса частот
168 – 216 МГц. Такие микрофоны можно использовать при проведении концертов, шоу-программ, в том числе и в нашей школе, например, в программе «Как стать звездой». (Демонстрируется действие микрофона: ученица читает стихи.)

Учитель выставляет оценки за диктант, оценивает сделанные сообщения, разбирает ошибки, благодарит всех за работу.