Открытый урок на тему "Применение радиоволн"

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Крым

«Симферопольский колледж радиоэлектроники»

Методическая разработка урока

по дисциплине ЕН 03 Физика

для специальности 11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение

Применение радиоволн

Автор: Гресько П. А.

преподаватель физики

первой квалификационной категории

Симферополь 2015

Цель: расширить и углубить знания учащихся о радиоволнах и их применении

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." Показать тесную связь предмета физики с радиоэлектроникой;

Воспитательная – воспитывать интерес к предмету, гордость за учёных нашей страны; воспитывать чувство сопричастности к общему делу, умение коллективного труда.

Оборудование: ПК, проектор, презентация,

Ход урока

1.     Огр момент.

2.     Актуализация полученных знаний.

Фронтальный опрос

Вопросы:

1.     Электромагнитная волна

2.     Скорость волны

3.     Длина волны

4.     Частота

5.     Источники э/м волн

6.     Свойство э/м волн

Принципы радиосвязи (видео 1)

Типы распространения радиоволн

Поверхностное распространение радиоволн (видео 2)

Ионосферное распространение радиоволн (видео 3)

Тропосферное распространение радиоволн (видео 4)

Модуля́ция (лат. modulatio — размеренность, ритмичность) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).

Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.

В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу. (видео 5)

Типы модуляции:

Амплитудная модуляция (видео 6)

Частотная модуляция (видео 7)

Подводя итоги повторения посмотрим презентацию Коваленко И. (презентация 8)

Применение радиоволн в повседневной жизни

В настоящее время, когда прогресс не стоит на месте, постоянно усовершенствуется бытовая техника и вместе с этим в нашу жизнь входят новые бытовые приборы. К таким приборам можно отнести сотовые телефоны, спутниковое телевидение, микроволновые печи, лечебная аппаратура, а вместе с ними в нашу жизнь вошли радиоволны.

Радиоволны открыты ещё в 19 веке, их наблюдал Герц в своих экспериментах, первые испытания прошли уже в 20 веке в Ленинграде. В зависимости от назначения, подобное оборудование можно применять в разных целях, например – радары применяют как в военных, так и в гражданских целях. Исследование радиоволн в различных диапазонах проводилось и проводится до сих пор, изобретения в сфере беспроводной передачи данных на большие дистанции позволили адаптировать радиоволны для домашнего использования. В данный момент спутниковое телевидение с успехом использует беспроводную передачу радиосигнала в KU-диапазоне. В обычном, гражданском использовании, радиочастоты встречаются везде, очень большое применение радарам нашли в аэрофлоте. Наверняка все видели крутящуюся тарелку в аэропортах, она и является помощником для диспетчера, который дает указания пилотам. Ведь благодаря ей диспетчер видит, с какой скоростью движется самолет, на какой высоте и с какой стороны. В настоящее время многие летательные, плавающие и ездящие аппараты имеют такое устройство, ведь это его глаза и уши. С развитием техники радиолокаторы тоже не стоят на месте, они видоизменяются, приобретают новые возможности, короче они усовершенствуются. Обработка сигнала и управление также усовершенствуются, что позволяет получать данные с высокой точностью. Да и изображение на экран со спутниковой картой местности стало возможно наблюдения и сопровождения конкретного объекта. Единственное, что не изменилось, это принцип работы радиолокации.

Давайте рассмотрим основные этапы открытия радиоволн

Попов (Хасанов, Алексеечев) (презентация 10)

Маркони (Борсук) (презентация 11)

Тесла (Бойчук) (презентация 12)

Радиоволнам было найдено разное применение во многих сферах жизнедеятельности. Хотя мы их и не видим, но они могут видеть очень многое. Например, радиоволны применяют в радиолокации. Благодаря подобным устройствам мы можем наблюдать предметы на большом расстоянии, их ещё называют гидролокаторы. В повседневной жизни мы также часто встречаемся с такими устройствами. Например, радар у милиционера, который направляет его на машины, чтобы измерить её скорость. Вообще во многих сферах деятельности можно встретить приборы, работающие на радиоволнах, но имеющие разные названия и применение. Например, у строителя или геодезиста прибор может называться «дальномер», у рыбака называется «эхолатор». Сразу возникает вопрос, «что же лежит в основе работы этих устройств?»

Для того, чтобы ответить для себя на этот вопрос давайте ознакомимся с презентациями, которые нам подготовили

Радиопередача (Каймаканов) (презентация 13)

Телевидение (Титенков) (презентация 14)

Радиолокация (Тимченко) (презентация 15)

Мобильная связь (Зубрицкий) (презентация16)

Спутниковое ТВ (Кузбит) (презентация16)

Ознакомившись с технологиями использующими радиосвязь попытаемся заглянуть в перспективы развития радиосвязи

(презентация17)

Закрепим полученные знания практически, для этого решим несколько задач.

Задача 1. Определить период колебаний в колебательном в колебательном контуре, излучающем электромагнитные волны длиной 450 м.

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

Задача 3. Частота следования импульсов, посылаемых радиолокатором, 1500 Гц. Длительность импульса 1 мкс. Каковы наибольшее и наименьшее расстояния, на которых локатор может обнаружить цель?

Таким образом:

Применение радиоволн основано на их свойстве переносить энергию, которую излучает генератор электромагнитных колебаний, через пространство. Радиоволны, как средство для беспроводной передачи звуковой, видео и иной информации на достаточно значительные расстояния, приобрело популярность и широкую сферу использования.