2.5. Електромагнитни вълни


Въпроси

1. Кои са източниците на електричното и кои – на магнитното поле?

Отговор.

Източници на електричното поле са електричните заряди и променливото с времето магнитно поле. Източници на магнитното поле са токовете и променливото електрично поле.


2. Какъв смисъл влагаме в твърдението, че полето в една електромагнитна вълна се самоподдържа?
Отговор.

Когато казваме, че електромагнитното поле в една електромагнитна вълна се саомподдържа, имаме предвид, че промените на електричното поле пораждат магнитно поле, чиито промени от своя страна пораждат електрично поле и т.н.


3. Какви са приликите и разликите между постоянните полета и променливото поле, между звуковите вълни във въздух и електромагнитните вълни?
Отговор.

Постоянното електрично поле си прилича с променливото електрично поле по това, че и едното, и другото действат на електричните заряди с електрични сили. По аналогичен начин постоянното магнитно поле и променливото магнитно поле си приличат по това, че и двете действат с магнитни сили на постоянни магнити и на проводници, по които текат токове. Основна разлика между постоянните и променливите полета е в зависимостта им от разстоянието до техните източници (заряди или токове) – с отдалечаването от източника променливите полета намаляват по-бавно, отколкото постоянните, защото променливите имат свойството да се самоподдържат.
Звуковите и електромагнитните вълни във въздух си приличат по това, че на дадено място характеристиките и на едните, и на другите се променят с времето. Разликата е в това, че докато при звуковата вълна се променя налягането на въздуха, при електромагнитната вълна се променят интензитетът на електричното и индукцията на магнитното поле. Двата типа вълни се различават по скоростта си на разпространение и по това, че докато звуковите вълни във въздуха са надлъжни, електромагнитните вълни са напречни.


4. Кои явления се наблюдават при разпростра­нението на радиовълните?
Отговор.

При разпространение на радиовълните се наблюдават всички явления, характерни за разпространение на една вълна: отражение, пречупване, интерференция, заобикаляне на препятствия, поглъщане и др.


5. Кои фактори влияят върху раз­пространението на радиовълните?
Отговор.

Върху разпространението на радиовълните влияят фактори като формата на релефа на земната повърхност, степента на йонизация и височината на йоносферата и др.


6. Кои са особеностите при разпространението на дългите, на средните и на късите радиовълни?
Отговор.

Дългите радиовълни се разпространяват като приземни вълни, средните – денем като приземни, нощем – като отразени от йоносферата, а късите – чрез многократно отражение от йоносферата.


7. Защо телевизионните ретранслатори се разполагат обикно­вено по високите планински върхове?
Отговор.

Телевизионните ретранслатори обикновено се разполагат по високи върхове, за да може излъченият от тях сигнал да покрие възможно по-голяма площ – вълните от трите диапазона, използвани в телевизията, могат да се приемат само при пряка видимост между предавателя и приемника.


8. Защо при навлизане в тунел радиоприемникът в леката кола престава да работи?
Отговор.

Земята е проводник. Когато лека кола навлезе в тунел, земните пластове над тунела екранират радиовълните и те не могат да проникнат до приемника.


9. Защо към антената на радиопредавателя не се подават пряко токовете със звукова че­стота?
Отговор.

Антената е твърде неефективен излъчвател за вълни със звукова честота, която е твърде ниска. Затова със звуковата честота се модулира амплитудата или честотата на един високочестотен сигнал, който се излъчва. Ако бихме желали да излъчим директно на достатъчно голямо разстояние електромагнитни вълни със звукови честоти, би трябвало да изразходваме огромни мощности.


10. Каква цел се преследва с процеса модулация? Какво означава амплитудна модулация?
Отговор.

Процесът модулация цели да пренесе информацията, носена от един звуков или видеосигнал, върху един високочестотен синусоидален сигнал – сигнала с носещата честота. При амплитудната модулация информацията променя амплитудата на високочестотния сигнал.


11. Каква е ролята на телевизионната камера и на кинеско­па?
Отговор.

Ролята на телевизионната камера е да преобразува образа на определен обект, който трябва да се предаде, във видеосигнал – по същество променлив ток, който подлежи на усилване и излъчване. В кинескопа протича обратният процес: приетият и обработен сигнал управлява един лъч от електрони, така че той възпроизвежда върху екрана на кинескопа образа на обекта.


12. Как в телевизията се формира представа за движе­ние на обектите?
Отговор.

За формиране на представа за движение в телевизията се използва същият принцип, който се използва и в киното. Той се основава на свойството на окото да задържа върху ретината образите на предметите за около 0,1 s. Затова, ако на екрана на кинескопа се сменят в бърз порядък снимки на движещ се обект, направени примерно през 0,04 s, нашият мозък не може да ги различи и в него се формира представа за непрекъснато движение.


13. Защо в цветната телевизия се използват три видеосигнала? Каква информация носи всеки от тях?
Отговор.

В цветната телевизия се използват три видеосигнала, защото различните оттенъци на цветните изображения се получават чрез смесване на образи с три основни цвята: червен, син и зелен.


14. Кое явление лежи в основата на радиолокацията?
Отговор.

В основата на радиолокацията лежи явлението отражение на радиовълните.


15. Кои по-особени свойства на микровълните познавате? Кои от тях улесняват приложенията им в далекосъобщенията?
Отговор.

Микровълните се разпространяват праволинейно, поглъщат се слабо в атмосферата. Тези техни свойства, както и възможността с относително малки антени да се получават успоредни снопове улесняват осъществяването на връзки с относително маломощни предаватели.


16. Какъв е смисълът на понятието комуникационен канал? Предаването на кой тип информация изисква по-широк канал - на говор или на изображение?
Отговор.

Комуникационният канал представлява определен интервал от честоти, необходим за предаване на някаква информация. За предаване на изображения са необходими много по-широки канали, отколкото за предаване на говор.


17. Кое е основното предимство на микровълновия пред другите обхвати на радиовълните от гледна точка на възможността за далекосъобщения?
Отговор.

От гледна точка на възможностите за далекосъобщения основно предимство на микровълновия обхват пред останалите обхвати е много по-големият брой комуникационни канали, които има в него.


18. Кои са приликите и кои - разликите между радиорелейните, сателитните и мобилните радиовръзки?
Отговор.

При радиорелейните връзки ретранслаторите са разположени на десетки километри един от друг, а при сателитните – на комуникационни спътници в околоземното пространство. И в единия, и в другия случай се използват насочени сигнали. При мобилните радиовръзки сигналът от мобилния апарат до най-близката базисна станция (и обратно) не е насочен, поради което базисните станции са разположени много по-близо една до друга, отколкото при радиорелейните връзки.



Задачи

1. В какъв интервал са разположени честотите на елект­ромагнитни вълни, чиито дължини са между 10 m и 100 m?

Решение.

Дадено: = 10 m, = 100 m, c = 3.108 m/s.
                Търси се: .
Честотите пресмятаме последователно по формулата :
 
Честотите на електромагнитните вълни са в интервала 3 MHz <   < 30 MHz.

2. Колко е дължината на вълната на радио „Хори­зонт“, което за София излъчва на честота 103 MHz?

Решение.

Дадено:  = 103 MHz = 103.106 Hz, c = 3.108   m/s.
                Търси се: .
            От зависимостта определямe: .


3. На какво разстояние от радара се намира самолет, ако отразеният сигнал се приема 0,5 ms след излъчването му?

Решение.

Дадено: t = 0,5 ms = 0,5.10-3 s.
                Търси се: L.
            Тъй като изминатият от сигнала път до обекта и обратно е 2L, от зависимостта 2L = ct  намираме: .


4. Колко е дължината на вълната, използвана в микровълновите печки?

Решение.

Дадено:  = 2,45 GHz = 2,45.109 Hz.
                Търси се: .
            Дължината на вълната намираме от формулата: .










 

Учебно съдържание Самопроверка
>> Въпроси и задачи