Учебник для 11 класса

Физика

       

§ 5.17. Развитие средств связи

  • В нашей стране создается Единая автоматизированная система связи. Для этого непрерывно развиваются, совершенствуются и находят, новые области применения различные технические средства связи.

Еще недавно междугородная телефонная связь осуществлялась исключительно по воздушным линиям связи, чувствительным к грозам и обледенению проводов. В настоящее время все шире применяются кабельные и радиорелейные линии, повышается уровень автоматизации междугородней связи.

Радиорелейные линии связи используют ультракороткие (дециметровые и сантиметровые) волны. Эти волны распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому линии состоят из цепочки маломощных радиостанций, каждая из которых передает сигналы к соседней как бы по эстафете. Такие станции имеют мачты высотой 60—80 м, находящиеся на расстоянии 40—60 км друг от друга.

Достижения в области радиорелейных и кабельных линий не решают всех проблем связи. Например, радиорелейная линия Москва—Владивосток потребовала бы 150 наземных станций, а кабельная линия — тысячи километров дорогостоящего кабеля и сотни усилительных пунктов.

Успехи в области космической радиосвязи позволили создать новую систему связи, названную «Орбита». В этой системе используются ретрансляционные спутники связи. Спутники связи серии «Молния» запускаются на сильно вытянутые орбиты (рис. 5.44). Период их обращения составляет около 12 ч.

Рис. 5.44

Созданы мощные и надежные системы, обеспечивающие телевизионным вещанием районы Сибири и Дальнего Востока и позволяющие осуществить телефонно-телеграфную связь с отдаленными районами нашей страны.

Новые спутники связи серии «Радуга» запускаются на орбиту радиусом около 36 000 км. На этой орбите период обращения спутника равен 24 ч, и поэтому спутник все время находится над одной и той же точкой поверхности Земли.

Совершенствуются и находят новые применения и такие сравнительно старые средства связи, как телеграф и фототелеграф.

О размахе, который получила передача неподвижных изображений по фототелеграфу, можно судить по таким цифрам: в год по фототелеграфу передаются десятки тысяч газетных полос, с которых печатаются сотни миллионов экземпляров газет.

Телевидение охватывает почти все населенные пункты нашей страны. Недалеко то время, когда телевидение станет всемирным.

Вопросы для самопроверки

  1. Имеются ли существенные различия между условиями распространения радиоволн на Земле и на Луне?
  2. На рисунке 5.45 изображена приемная антенна телевизора. Что можно сказать об ориентации колебаний вектора магнитной индукции волны, идущей из телецентра?

    Рис. 5.45

  3. Почему увеличение дальности радиосвязи с космическими кораблями в 2 раза требует увеличения мощности передатчика в 4 раза, а увеличение дальности радиолокации в 2 раза требует увеличения мощности передатчика в 16 раз? Излучатель радиоволн считать точечным и поглощением энергии средой пренебречь.

Упражнение 5

1. На какую длину волны настроен колебательный контур, если он состоит из катушки, индуктивность которой L = 2 • 10-3 Гн, и плоского конденсатора? Расстояние между пластинами конденсатора d = 1 см, диэлектрическая проницаемость вещества, заполнившего пространство между пластинами, ε = 11 и площадь пластин S = 800 см2.

2. Катушка индуктивностью L = 3 • 10-5 Гн присоединена к плоскому конденсатору с площадью пластин S = 100 cм2. Расстояние между пластинами конденсатора d = 0,1мм. Чему равна диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между обкладками конденсатора, если контур настроен на длину волны λ = 750 м?

3. Емкость конденсатора колебательного контура приемника равна С. На какую длину волны настроен контур приемника, если отношение максимального значения напряжения на конденсаторе к максимальному значению силы тока в катушке контура при резонансе равно k?

4. Контур радиоприемника настроен на радиостанцию, частота которой v1 = 9 МГц. Как нужно изменить емкость переменного конденсатора колебательного контура приемника, чтобы он был настроен на длину волны λ2 = 50 м?

5. Изменение силы тока в антенне радиопередатчика происходит по закону i = 0,3 sin (1,57 • 106 t)(все величины выражены в единицах СИ). Найдите длину излучаемой электромагнитной волны.

6. Определите длину электромагнитной волны и скорость ее распространения в бензоле, если частота колебаний в нем v = 4,5 • 1011 Гц. Диэлектрическая проницаемость бензола ε = 2,28.

7. Вибратор, имеющий длину l = 0,5 м, погружен в сосуд с керосином (ε = 2). Чему равна на выходе из сосуда длина электромагнитной волны, излученной данным вибратором?

8. Радиостанция передает звуковой сигнал частотой 440 Гц (тон «ля») для настройки музыкальных инструментов. Определите число колебаний высокой частоты, переносящих одно колебание звуковой частоты, если передатчик работает на волне длиной 50 м.

9. Антенна телевизора (пункт С, рис. 5.46) наряду с волной, идущей непосредственно от передающей станции (пункт А), принимает волну, отраженную от железной крыши здания (пункт В). Вследствие это-го изображение двоится. На сколько сдвинуты изображения друг относительно друга, если АС = ВС = 4 км и АВ = 3 км? Ширина экрана телевизора l = 50 см.

Рис. 5.46

10. Найдите глубину разведки по поверхности моря каждого из радиолокаторов корабля, если один из них расположен на высоте 8 м над уровнем моря, второй — на высоте 15 м, а третий — на высоте 25 м.

11. Радиолокатор работает в импульсном режиме. Продолжительность импульса 10-6 с, импульсы следуют 1000 раз в секунду. Определите наибольшую и наименьшую дальность обнаружения цели таким радиолокатором.

12. Высота излучающей антенны телевизора над уровнем Земли 500 м, а высота приемной антенны телевизионного приемника 10 м. На каком предельном расстоянии от передатчика можно вести прием?

Рейтинг@Mail.ru