По следам изобретения радиосвязи

Творческий проект

Тема: «По следам изобретения радиосвязи»

Выполнил: ученик 6 «А», «Начальная радиоэлектроника», МАУ ДО СДДТ

Проконов Федор

Руководитель: педагог дополнительного

образованиявысшей

категории МАУ ДО СДДТ

Михайловская Флора Константиновна

Ставрополь

2019

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность.В век научно-технического прогресса, всеобщего развития информационно-коммуникативных технологий казалось бы, радио утеряло свое былое значение. Но почти в каждом доме, в каждой квартире, куда бы мы ни зашли, звучит голос диктора. Это его повелительный голос будит нас по утрам, сообщает нам о событиях, произошедших в мире за последние часы. Доброжелательный голос радиоведущего поздравляет нас с государственными праздниками и даже с личными и семейными праздниками – юбилеями, днями рождения. Значит, не утеряло радио значения и в наши дни. К сожалению, мало кто знает, как была открыта радиосвязь, как радио было поставлено на службу человечеству. В связи с этим целью нашего проекта является изучение основных этапов открытия радиосвязи.

Для достижения цели были поставлены задачи:

1) изучить литературу по теме проекта,

2) исследовать теоретические предпосылки возникновения радиосвязи,

3) изучить возникновение электромагнитных волн в природе опытным путем (опыт Г. Герца),

4) изучить возможность применения электромагнитных волн для связи опытным путем (опыт А.С. Попова),

5) изучить литературу о дальнейшем применении радиосвязи.

ПО СЛЕДАМ ИЗОБРЕТЕНИЯ РАДИОСВЯЗИ

Если мы заглянем в календарь, то увидим, что 7 мая – праздник – день радио, радиосвязи. В этот день в 1895 году в г. Петербурге выдающийся русский ученый Александр Степанович Попов продемонстрировал работу первого в мире радиоприемника. А что собственно означает слово «радио»? В переводе с латинского «радио» означает «излучать». Приемник А.С. Попова впервые в мире принимал излучения в виде электромагнитных волн и отвечал трелью звонка.

Приемник принимал излучения без проводов. А откуда берутся электромагнитные излучения? Взглянем на рисунок (см. Приложение 1). На нем изображен проводник, по которому течет переменный электрический ток. В пространстве вокруг провода с переменным электрическим током существуетпеременное магнитное поле, которое распространяется в пространстве в виде волн. Эти волны называютсяэлектромагнитными. Последние образуются и без проводов. Их излучают Солнце, звезды, каждая планета. Они образуются во время грозы, когда сверкает молния. Но долгое время электромагнитные волны не были известны человечеству.

Примерно в 1860 г. английский физик Максвелл теоретически доказал, что существуют особые излучения. Он назвал их электромагнитными. Максвелл описал их математическими уравнениями и теоретически доказал, что солнечный свет – это тоже электромагнитные волны. В 1864 г. Максвелл опубликовал труд «Динамическая теория электромагнитного поля». С помощью опытов их существование еще не было доказано. Это сделал немецкий физик Генрих Герц в 1888 г. Генрих Герц построил генератор электромагнитных волн, приемник электромагнитных волн и исследовал их свойства, т.е. наблюдал явления вокруг них. Приемник – это металлическое кольцо с разрывом, без батарейки (см. Приложение 2). Излучатель (генератор) состоял из двух стержней, которые были заряжены зарядами «+» и «-». При сближении стержней проскакивала электрическая искра (молния). Почти в тот же момент появлялась крошечная искра в приемнике – кольце. Почему же так происходило? Когда проскакивала искра в излучателе, искра – это переменный кратковременный электрический ток, то вокруг него образовывалось переменное магнитное поле. Поле в виде электромагнитной волны распространялось до кольца, и в кольце по закону Фарадея, возбуждался переменный электрический ток, который в виде искры появлялся в разрыве кольца.

Вывод: так Герц доказал существование электромагнитных волн в природе.

Но Герц не додумался до того, что можно на большие расстояния передавать электромагнитные сигналы в виде волн, превращать их в звуковые, передавать человеческую речь без проводов. Это сделал русский человек - Александр Степанович Попов 7 мая 1895 года.

В этот день А.С. Попов на заседании Русского физико-химического общества выступил с докладом и продемонстрировал первое в мире устройство, которое принимало сигналы без проводов. Передающей станцией был простой вибратор Герца. А в качестве приемника Попов придумал схему, которая состояла из стеклянной колбы с металлическими опилками, электромагнита и звонка.

Впервые А.С. Попов использовал антенну. Пришедшие электромагнитные волны наводили (возбуждали) электрический ток в антенне по закону Фарадея («Переменное магнитное поле возбуждает в металлическом проводнике переменный электрический ток»). Электрический ток передавался от антенны в приемник и заставлял звенеть звонок.

Вывод: таким образом, А.С. Попов первым указал на возможность применения электромагнитных волн для связи и подтвердил это опытами.

Интересно, что приемник А.С. Попова звенел и во время грозы. Засверкала молния – зазвенел звонок. Ведь молния – это большая электрическая искра, вокруг которой образуется мощное электромагнитное поле. Последнее в виде электромагнитных волн достигало антенны приемника, и звонок звенел. Прибор назвалигрозоотметчиком и отдали на метеорологическую станцию для предсказания грозы. Так как молния – это сильный генератор, излучатель энергии, то грозовые разряды регистрировались на большом расстоянии: 30 км (молния сверкала далеко, но на землю доходило электромагнитное излучение).

Через год в 1896 г. А.С. Попов продемонстрировал другой опыт: радиосигналы уже принимались и записывались на бумажную ленту в виде азбуки Морзе. Так был изобретен радиотелеграф, беспроволочный телеграф. А.С. Попов передал азбукой Морзе первую в мире радиограмму, состоящую из двух слов: «Генрих Герц». Этими словами А.С. Попов воздал должное немецкому физику, своему предшественнику. А.С. Попов передал его имя, а не свое. А.С. Попов был скромным человеком, для него важна была не личная слава, а бескорыстное служение науке.

В 1899 г. Поповым было сделано еще одно изобретение: был разработан приемник с телефонными трубками вместо телеграфа. Поэтому дальность связи увеличилась до 35 км. Это был новый блистательный успех А.С. Попова. Но царское правительство денег на исследования и на аппаратуру не давало. Помог случай («Не было бы счастья, да несчастье помогло»). В 1900 г. благодаря радиосвязи был спасен броненосец «Адмирал Апраксин» у берегов острова Гогланд в Финском заливе. Случилось следующее. В ноябре 1899 г. новенький броненосец «Адмирал Апраксин» отправился с материка по Финскому заливу, доплыл до о. Гогланд и сел на мель, на камни. Через несколько дней вода в заливе замерзла вместе с кораблем. Только в апреле произойдет таяние льда. Во время таяния льда лед ломается, ломает и корабль. Нужно было снять корабль с камней до апреля. В то время снять корабль с мели было делом долгим и сложным. Чтобы быстрее это сделать А.С. Попов предложил использовать радиосвязь. А.С. Попов вместе с помощником Рыбкиным установили большую антенну, приемник и передатчик на о. Гогланд. На материке они установили то же самое. С помощью радиосвязи быстрее руководили работой: быстрее отдавали распоряжения, быстрее доставлялось оборудование, люди. И до таяния льда броненосец спасли. Кроме того, спасли еще и рыбаков на льдине. Смельчаки рыбачили, внезапно льдина откололась и поплыла в открытое море. Рыбкин с о. Гогланд заметил людей и по радио передал об этом в г. Котка. Вышел ледокол «Ермак» и спас рыбаков, 27 человек. За это А.С. Попова царское правительство наградило деньгами – 300 рублей золотых. Так электромагнитные волны были поставлены на службу человеку.

На некоторых кораблях Северного флота были установлены приемники с передатчиками. Это позволило в любых погодных условиях иметь связь между кораблями. То же самое было установлено на броненосцах Черноморского флота. А т.к. радиоустановки были изготовлены в г. Ростове, то именно в этом городе в 2009 г. решили поставить памятник русскому изобретателю А.С. Попову. А.С. Попов – положил начало новой эпохи – эпохи радиотехники.

В 1916 г. под Москвой русский инженер Бонч-Бруевич изобрел собственную катодную лампу. Эта лампа является и генератором и усилителем. На основе этой лампы к 1920 г. Бонч-Бруевич сконструировал мощный радиопередатчик, с помощью которого удалось передавать человеческую речь, а не азбуку Морзе. Это было грандиозным событием. Радисты на станциях выражали удивление, радость, и восторг. В этом же 1920 г. вышло постановление о строительстве Центральной радиостанции в г. Москве с двумя высокими антеннами H = 150 м. К ноябрю 1922 г. она была построена. Это была самая мощная в Европе Центральная радиостанция имени Коминтерна. 7 ноября 1922 г. радиостанция транслировала праздничный концерт. Во время Великой Отечественной войны радио сыграло важную роль в победе над фашистской Германией. По радио командующие передавали приказы, распоряжения в дивизии, в полки. С помощью радио поддерживалась связь между отдельными военными подразделениями. В честь Победы над Германией и в честь 50-летия со дня рождения Радио в 1945 г. был издан Указ об учреждении 7 мая Дня радио.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Приборы и оборудование. Для проведения опыта Г. Герца нами было использовано: 1) источник питания – батарейка 9 В, 2) два медных стержня – «+» и «-», 3) провода различной длины для соединения цепи, 4) разрезное кольцо, подвешенное на нитке.

Для проведения опыта А.С. Попова нами было использовано: 1) излучатель электромагнитных волн, 2) приемная антенна, 3) звонок, 4) стеклянная колба с металлическими опилками, 5) самодельный электромагнит.

Проведение эксперимента (опыт Г. Герца):подсоединяем к источнику питания стержни, подвешиваем на нитку кольцо. Подносим заряженные стержни с двух сторон к кольцу и наблюдаем появление электрического разряда.

(Опыт А.С. Попова): Устанавливаем излучатель электромагнитных волн на расстоянии от приемной антенны. Соединяем приемную антенну с электромагнитом, а электромагнит соединяем со звонком. Колбу с опилками устанавливаем рядом с электромагнитом. Включаем в работу излучатель электромагнитных волн. Устанавливаем приемную антенну таким образом, чтобы сигнал от излучателя не рассеивался в воздухе. Антенна улавливает электромагнитные колебания и через электромагнит передает их на звонок. С помощью металлических опилок в колбе наблюдаем направление воздействия электромагнитных волн.

ВЫВОДЫ:

Мы изучили литературу по теме проекта, используя как научные, и периодические источники, так и современные информационные технологии (Internet).

Теоретическими предпосылками возникновения радиосвязи послужила работа английского физика Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля» (1864).

В результате проведения опыта Г. Герца в лабораторных условиях подтвердили существование электромагнитных волн в природе.

В результате проведения опыта А.С. Попова в лабораторных условиях подтвердили возможность применения электромагнитных волн для радиосвязи.

Практическим применением радиосвязи стало ее использование в области оперативной передачи информации, в том числе и в целях спасения человека.

ЛИТЕРАТУРА:

Борисов В. Электронные приборы //Энциклопедия. Техника. М., «Аванта» - 2001. Т. 14. – С.120-127.

Дубровский А. Электромагнетизм //Большая энциклопедия эрудита. М., «Махаон» - 2004. – С.344-345.

Из предыстории радио. Сборник оригинальных статей и материалов. Вып. 1. //Под ред. Л.И. Мандельштама. – М.-Л.: изд-во АН СССР, 1948.

Карцев В. Новеллы о физике. М., изд-во «Знание».1969.- 104 с.

Меркулов В. 120 лет весьма быстрых колебаний // Радио.- 2008 - №12 - С.8-11.

Меркулов В. Из ранней предыстории радио // Радио.- 2008 - №11 – С.6-9.

Пестриков В. От электрической дуги Петрова – к радиопередаче речи. - <http: //www.computer-museum.ru/connect/duga.htm>.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/364233-po-sledam-izobretenija-radiosvjazi