Випромінювання і прийом електромагнітних хвиль. Передача інформації за допомогою електромагнітних хвиль.

В коливальному контурі,який складається з конденсатора ємністю С та котушки індуктивності L (рис.60.6) відбуваються електромагнітні коливання. Відбувається періодична перезарядка конденсатора, енергія електричного поля конденсатора переходить в енергію магнітного поля і навпаки. В такому коливальному контурі (рис. 60.6а) електричне поле зосереджене між пластинами конденсатора, а магнітне поле всередині котушки і такий контур не випромінює електромагнітних хвиль (маємо закритий коливальний контур). Щоб контур випромінював, необхідно, щоб поля охоплювали все більший простір. Це можна зробити, збільшуючи відстань між пластинами конденсатора (рис. 60.6б).

Маємо відкритий коливальний контур (рис.60.6в), який вже випромінює електромагнітні хвилі. Такий відкритий коливальний контур називається антеною (антена - від грецького - щогла).Незатухаючі коливання в антені здійснюються за допомогою генератора (лампового або транзисторного).

Передача інформації (радіомовлення, телебачення) за допомогою електромагнітних хвиль здійснюється їх модуляцією[4].

Наприклад, амплітудна модуляція – це значить амплітуда високочастотних електромагнітних хвиль змінюється за законом низькочастотних коливань (звук). В останній чає широкого застосування набув принцип частотної модуляції. Цей принцип полягає в тому, що амплітуда несучої частоти (частоти електромагнітної хвилі) залишається сталою, зате в такт з коливаннями низької частоти (звуку) відбувається незначна зміна несучої частоти. Такий принцип модуляції робить радіозв'язок більш стійким до перешкод. Особливо цей принцип модуляції застосовується на радіостанціях FM (від англійського frequency modulation, frequency – частота). Рис. 60.7 ілюструє амплітудну та частотну модуляції.

Виявити електромагнітні хвилі та добути з них інформацію, що передається можна за допомогою радіоприймача. Досягаючи антени радіоприймача електромагнітні хвилі збуджують в ній слабі змінні високочастотні струми. В приймальній антені одночасно наводяться високочастотні коливання від багатьох радіопередавачів (телецентрів). Тому одним з найважливіших елементів радіоприймача є селективний (вибірний) пристрій. Таким вибірним пристроєм є коливальний контур, який за допомогою конденсатора змінної ємності або котушки змінної індуктивності настроюється на частоту передавальної станції - наступає явище резонансу. Далі відібраний сигнал підсилюється, а потім з високочастотного сигналу за допомогою детектора виділяється корисний сигнал низької частоти, який теж підсилюється, але вже підсилювачем низької частоти. Підсилений низькочастотний сигнал поступає на гучномовець і ми чуємо звук (музику), що передає радіостанція.

 

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ.

1.Записати і пояснити рівняння Максвелла.

2.Що собою являє електромагнітна хвиля? Яка хвиля називається плоскою? Намалювати і пояснити графічне зображення плоскої хвилі.

3.Записати і пояснити рівняння плоскої електромагнітної хвилі.

4.Дати означення енергетичної характеристики електромагнітної хвилі (вектора Умова-Пойнтінга).

5.Пояснити утворення стоячої електромагнітної хвилі. Записати рівняння хвилі і дати означення пучностей та вузлів стоячої хвилі.

6.Пояснити експериментальний метод, дослідження стоячих електромагнітних хвиль.

7.Пояснити послідовність виконання лабораторної роботи. Пояснити метод визначення довжини електромагнітної хвилі за допомогою двопровідної лінії.

8.Як здійснюється випромінювання та прийом електромагнітних хвиль. Поясніть принципи амплітудної та частотної модуляцій.