Презентация на тему Опыты Герца. Создание первых радиоаппаратов. Работы Попова и Маркони

сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.

формируются высокочастотные колебания (несущий сигнал) определенной частоты. На него

накладывается сигнал, который нужно передать (звуки, изображения и т. д.) — происходит модуляция несущей полезным сигналом. Сформированный таким образом высокочастотный сигнал излучается антенной в пространство в виде радиоволн. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в приемной антенне, он поступает в радиоприёмник. Здесь система фильтров выделяет из множества наведенных в антенне токов от разных передатчиков сигнал с нужной несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий полезный сигнал. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком вследствие влияния разнообразных помех.

Принцип работы

преломления, дифракции и т.д. Но любая теория становится доказанной

лишь после ее подтверждения на практике. Но в то время ни сам Максвелл, ни кто-либо другой еще не умели экспериментально получать электромагнитные волны. Это произошло только после 1888 года, когда Генрих Герц экспериментально открыл электромагнитные волны и опубликовал результаты своих работ.

Опыты Герца

названный им "вибратором". Вибратор состоял из двух проводящих сфер

(в ряде опытов цилиндров) диаметром 10-30 см, укрепленных на концах проволочного разрезанного посредине стержня. Концы половин стержня в месте разреза оканчивались небольшими полированными шариками, образуя искровой промежуток в несколько миллиметров.
Сферы подсоединялись ко вторичной обмотке катушки Румкорфа, являвшейся источником высокого напряжения.

Вибратор Герца. Открытый колебательный контур.

только ускоренно движущийся заряд,
2. что энергия электромагнитной волны пропорциональна

четвертой степени ее частоты.
Понятно, что ускоренные заряды движутся в колебательном контуре, поэтому проще всего их использовать для излучения электромагнитных волн. Но надо сделать так чтобы частота колебаний зарядов стала как можно выше. Из формулы Томсона для циклической частоты колебаний в контуре   следует, что для повышения частоты надо уменьшать емкость и индуктивность контура.

Идея вибратора Герца. Открытый колебательный контур.

пластинами (раздвигать их, делать контур открытым) и уменьшать площадь

пластин. Самая маленькая емкость, которая может получиться, - просто провод
Чтобы уменьшить индуктивность L надо уменьшать число витков. В результате этих преобразований получим просто кусок провода или открытый колебательный контур ОКК.

Герц использовал такую схему:
к-ключ, ин-индуктор, в-вибратор, и-индикатор поля

(иногда прямоугольник) с разрывом - искровым промежутком, который можно

было регулировать. Диаметр кольца с величины более метра в первых опытах к их концу уменьшился до 7 см.

опытов с использованием простейших, так сказать, подручных средств экспериментатор

достиг цели. Удалось измерить длины волн и рассчитать скорость их распространения. Были доказаны: наличие отражения, преломления, дифракции, интерференции и поляризации волн. Была измерена скорость электромагнитной волны
После своего доклада 13 декабря 1888 года в Берлинском университете и публикаций 1877 - 78 гг. Герц стал одним из самых популярных ученых, а электромагнитные волны стали повсеместно именоваться "лучами Герца".

Результаты опытов Герца

опытах по радиосвязи, проведённых в физическом кабинете, а затем

в саду Минного офицерского класса, приёмник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м. 7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге. А. С. Попов продемонстрировал действие своего прибора, явившегося, по сути дела, первым в мире радиоприемником. День 7 мая стал днем рождения радио.

Работы Попова

над своим изобретением, Попов вскоре добился дальности связи более

600 м. Затем на маневрах Черноморского флота в 1899 г. ученый установил радиосвязь на расстоянии свыше 20 км, а в 1901 г. дальность радиосвязи была уже 150 км. Важную роль в этом сыграла новая конструкция передатчика. Искровой промежуток был размещен в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс. Существенно изменились и способы регистрации сигнала. Параллельно звонку был включен телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов. В 1899 г. была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона. В начале 1900 г. радиосвязь была успешно использована во время спасательных работ в Финляндском заливе. При участии А. С. Попова началось внедрение радиосвязи на флоте и в армии России.

Работы Попова

крупное акционерное общество («Маркони К°»). Для работы в своей

фирме Маркони пригласил многих видных учёных и инженеров. Летом того же года осуществил передачу радиосигналов на 14 км через Бристольский залив, в октябре — на расстояние 21 км. В ноябре того же года построил первую стационарную радиостанцию на острове Уайт, обеспечившую связь острова с материком на расстоянии 23 км. В мае 1898 года впервые применил систему настройки (на принципах, открытых в предыдущем году Оливером Лоджем); запатентовал её в 1900. В том же году открыл в Челмсфорде первый «завод беспроволочного телеграфа».

Работы Маркони

ошибочная точка зрения Маркони, что электромагнитные волны могут без

больших потерь проходить через грунт и воду. Это позволило ему убеждать как себя, так и других, что возможна передача радиоволн на огромные расстояния (противная точка зрения утверждала, что прохождение радиоволн возможно только в условиях прямой видимости, и радиопередача на далёкие расстояния будет невозможной ввиду кривизны Земли). В действительности потери при прохождении радиоволн через грунт и воду огромны, но коротковолновые радиоволны могут отражаться от ионосферы и огибать весь земной шар. Именно эта вера позволила Маркони в декабре 1901 года организовать первую радиосвязь через Атлантический океан (передал букву S азбуки Морзе), о чём сообщил сам лично, но это сообщение не подтверждается источниками. В конце следующего года была налажена регулярная трансатлантическая радиосвязь.
В 1905 — запатентовал направленную связь.
В 1932 — установил первую радиотелефонную микроволновую связь. В 1934 году он продемонстрировал возможность применения микроволновой телеграфии для нужд навигации в открытом море.

Работы Маркони

(СВ) — гектометровые волны
3) Короткие волны (КВ) — декаметровые волны
4) Ультракороткие

волны (УКВ) — высокочастотные волны, длина волны которых меньше 10 м.

Диапазоны радиоволн:

волны 10 км) до 300 кГц (длина волны 1

км).

волны 1000 м) до 3 МГц (длина волны 100 м).

3 МГц (длина волны 100 м) до 30 МГц (длина волны 10

м).

волны 10 м) до 3000 МГц (длина волны 0,1 м).