Урок физики по теме «Принцип радиосвязи. Радиолокация». 9-й класс

Урок физики по теме "Принцип радиосвязи. Радиолокация". 9-й класс

Цель: Раскрыть физический принцип радиотелефонной связи; ознакомить учащихся с устройством простейшего радиоприёмника, со свойствами радиоволн различной длины; 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, гордость за учёных нашей страны; экологическую грамотность учащихся.

Тип урока: комбинированный

Методы обучения: беседа, рассказ с применением ПК, сообщение учащихся, обсуждения, самостоятельная работа (частично- поисковый метод).

Оборудование: ПК, проектор, презентация, демонстрационная модель "Простейшего радиоприёмника".

План урока

Эпиграф к уроку

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

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку.

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

Что представляет электромагнитное поле?

Что такое электромагнитное колебание?

Что такое электромагнитная волна? Каковы основные характеристики волны?

Что общего у всех ЭМ волн?

Кто теоретически доказал существование электромагнитных волн?

Кто получил электромагнитные волны на практике?

Как называется система, в которой получают электромагнитные волны?

От чего зависит собственный период колебательного контура? Как его можно изменить?

Порождающие друг друга магнитное и электрическое поле

Колебания свободных электронов

Распространение в пространстве ЭМ колебаний .Длиной волны и частотой.

Скорость равна 3*10⁸ м/с.

Максвелл

Герц

(Колебательнаяконтур, в которой могут существовать свободные колебания, состоит из конденсатора (или батареи конденсаторов) и проволочной катушки).

(Период колебаний определяется индуктивностью катушки и емкостью конденсатора).

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.

Вопрос запуска постановки учебной задачи:

Достаточно ли у вас знаний, чтобы объяснить принципы радиосвязи и телевидения?

Формулирует учебную задачу:

Учащиеся работают с текстом в парах, заполняют таблицу 5-7 мин.

Истрия развития радиосвязи

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.

Первым устройством оптической связи считается семафорный телеграф Шаппа, появившийся в 1791г. Ретрансляторная станция представляла собой сооружение, похожее на замок. Наверху располагался огромный Н-образный шарнирный механизм, длина одного плеча которого была 5 м. Оператор, находившийся внутри башни, с помощью веревочных тяг приводил в движение Н-образное соединение, которое меняло свою конфигурацию, образуя около 40 различных фигур - 26 букв латинского алфавита, цифры, точку и запятую.

Расстояние между станциями достигало нескольких километров. Имеются сведения, что в течение 20 мин можно было телеграфировать сообщение на расстояние в несколько сотен километров.

К 1840 г., в период наивысшего расцвета семафорного телеграфа, общая протяженность его сети составляла примерно 5000 км. Она охватывала всю Европу. Самая длинная линия такого "оптического"-телеграфа протяженностью 1200 км была построена в 1839 г. между Петербургом и Варшавой.

Начало развитию электросвязи было положено в 1837 г., когда американским художником и изобретателем С.Морзе был создан телеграфный аппарат. По-видимому, особое графическое видение предметов помогло этому художнику создать сохранившую свое значение до наших дней азбуку, в которой каждая буква алфавита зашифрована сочетанием точек и тире. Телеграф получил образное название "говорящая молния". Телеграфные провода, подвешенные на столбах, простирались 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.

В 1918 году Эдвин Армстронг представил супергетеродин, способствующий улучшению чувствительности радиоприемных устройств в широком диапазоне частот. Спустя более 15 лет тот же американский ученый запатентовал FM-радио, которое использует частотную модуляцию, позволяющую уменьшить помехи в эфире.

Учащиеся работают со схемой передачи радиосвязи.

Перед вами на столах лежит схема передачи радиосигнала и в разброс этапы передачи радиосигнала. Ваша задача, воспользовавшись схемой восстановить этапы передачи радиосвязи написать на этих листочках номера которые будут соответствовать порядку этапа. 5-7 мин.

Принцип работы радиосвязи (для того, чтобы осуществить радиосвязь)

1) Задающий генератор вырабатывает гармонические колебания высокой частоты (несущая частота более 100 тыс. Гц).

2) Микрофон преобразует механические звуковые колебания в электрические той же частоты.

3) Модулятор изменяет по частоте или амплитуде высокочастотные колебания с помощью электрических колебаний низкой частоты.

4) Усилители высокой и низкой частоты усиливают по мощности высокочастотные и звуковые (низкочастотные) электрические колебания.

5) Передающая антенна излучает модулированные электромагнитные волны.

6) Приемная антенна принимает электромагнитные волны.

Электромагнитная волна, достигшая приемной антенны, индуцирует в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

7) УВЧ.

8) Детектор выделяет из модулированных высокочастотных колебаний низкочастотные колебания.

9) УНЧ.

10) Динамик преобразует электромагнитные колебания в механические звуковые колебания.

Для передачи звукового сигнала используют электромагнитные волны, амплитуду которых меняют в соответствии со звуковой частотой.

1. Амплитудная модуляция - изменение амплитуды колебаний высокой (несущей) частоты колебаниями низкой (звуковой) частоты.

В радиотехнике применяется несколько видов модуляций: амплитудная, частотная, фазовая и другие.

2. Детектирование (демодуляция) - выделение из модулированных колебаний высокой частоты звукового сигнала, т. е. колебания низкой частоты.

Детектирование осуществляется устройством, содержащим элемент с односторонней проводимостью: вакуумный или полупроводниковый диод-детектор. Схема и вольт-амперная характеристика простейшего детектора

V. Первые радиоприемники. 

VI. Радиолокация - обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн.

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.

VII. Виды радиосвязи. 

1. телевидение

Телевидение является, пожалуй, наиболее важным и перспективным средством связи. Схема телевещания в основном совпадает со схемой радиосвязи. Однако здесь модулируется не только звуковой сигнал, но и сигнал изображения, получаемый с помощью специальных телевизионных электронно-лучевых трубок. Для передачи используются УКВ волны с длиной волны от 6м до 30см.

радиорелейные линии связи

Радиорелейная связь осуществляется с помощью деци- и сантиметровых волн, которые распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому линии связи состоят из цепочки приемно-передающих радиостанций, находящихся на расстоянии 40-50 км друг от друга и имеющих мачты высотой 70-100 м. Техника передачи сигналов по линии похожа на передачу эстафеты: каждый ретранслятор, приняв сигнал, усиливает его и посылает следующему ретранслятору. Радиорелейные линии служат для осуществления сотовой мобильной связи и телевизионного вещания.

космическая связь

Для космической радиосвязи используются ретрансляционные спутники связи, которые запускаются на орбиты, имеющие форму сильно вытянутых эллипсов. Такие спутники связи позволяют осуществлять телевизионное вещание и телефонную связь на самые отдаленные регионы нашей страны и планеты.

глобальная система связи

В настоящее время создается глобальная система связи, которая охватывает всю планету. МЫ НЕ МЫСЛИМ СЕБЯ БЕЗ РАДИОСВЯЗИ !

VIII. Закрепление знаний учащихся

Что называется радиосвязью?

Какой процесс называется модуляцией?

Что называется детектированием?

Что представляет собой ионосфера?

Что такое радиолокация и где она применяется?

2 .Решение задач (3 учащихся возле доски)

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

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

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

Викторина. 

IX. Рефлексия

1. Назовите тему урока?

2. Какая цель стояла перед вами в начале урока?

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

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

X. Домашнее задание

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/362351-urok-fiziki-po-teme-princip-radiosvjazi-radio