Какое свойство электромагнитных волн используется в радиолокаторе

Электромагнитные волны и их свойства. Радиолокация и её применение

Электромагнитная волна – это меняющееся с течением времени и распространяющееся в пространстве электромагнитное поле.

Свойства электромагнитных волн:

1.Возникают при ускоренном движении зарядов.

3.Имеют скорость в вакууме 3٠10 8 м/с.

5.Проникающая способность и энергия зависит от частоты.

7.Обладают интерференцией и дифракцией.

Свойство отражения электромагнитных волн используется в радиолокации.

Радиолокация – это обнаружение и определение местонахождения объектов с помощью радиоволн.

Радиолокационная установка (радиолокатор) состоит из передающей и приёмной частей.

От передающей антенны идёт электромагнитная волна, доходит до объекта и отражается.

Радиолокаторы используют в военных целях, а также службой погоды для наблюдения за облаками. С помощью радиолокации исследуются поверхности Луны, Венеры и других планет.

36.Модели Земли и планет. Физические условия на планетах и их атмосферы.

Планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Плутон — планетообразное тело, самое дальнее, за Нептуном.

Планеты делятся на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты.

1.Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля, Марс.

Все данные планеты имеют небольшие размеры и массу. Средняя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды. Они медленно вращаются вокруг своих осей. У них мало спутников (у Меркурия и Венеры их вообще нет, у Марса два крохотных, у Земли – один).

В отличие от Меркурия, который практически лишён атмосферы, Земля, Венера и Марс обладают ею. Атмосфера Венера и Марса состоит в основном из углекислого газа, но у Венеры атмосфера во много раз плотнее. Температура у поверхности Венеры очень высокая: 500 0 С (парниковый эффект). Состав облаков: капельки воды и серной кислоты.

В атмосфере Марса возникают ураганные ветры, которые длятся по несколько месяцев (пылевые бури).

Поверхности Меркурия, Венеры, Марса — каменистые пустыни, покрыты кратерами; имеются ущелья и горы.

2.Планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Все эти планеты имеют большие размеры и массу. Юпитер превосходит Землю по объёму в 1320 раз, а по массе – в 318 раз. У всех планет-гигантов низкая средняя плотность. Они очень быстро вращаются вокруг своих осей (для Юпитера один оборот за 10 часов).

Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников и имеют кольца.

Все эти планеты не имеют твёрдых поверхностей. Атмосфера содержит водород, гелий, аммиак, метан. Газообразный водород, входящий в атмосферу, постепенно по мере погружения в глубину планеты, переходит в жидкую, а затем и в твёрдую фазу.

Радиолокация. Телевидение.

Обнаружение и точное определение местонахождения объек­тов с помощью радиоволн называется радиолокацией. В основе принципа радиолокации лежит свойство отражения электромаг­нитных волн.

Устройство радиолокационной станции

1. передатчик;
2. антенна;
3. антенный переключатель;
4. приемник;
5. блок развертки;
6. электронно-лучевая трубка;
7. индикатор направления.

Работа всех элементов станции синхронизирована.

В передатчике генерируются колебания (10 8 —10 11 Гц), кото­рые в виде коротких импульсов поступают в антенну направлен­ного действия. Промежуток времени Δt между отправлением и возвращением электромагнитной волны больше приблизитель­но в 10 3 раз короткого импульса. Во время пауз принимаются от­раженные волны. Часть радиоимпульсов, отраженных от объ­екта, улавливается антенной, которая при помощи переключате­ля подключается к приемнику, где слабые отраженные импуль­сы усиливаются в 10 12 раз.

Ультракороткие волны применяют в радиолокации, в связи с тем что мощность излучаемого сигнала

ω 4 . Важно, чтобы длина волны была сравнима с размерами предмета, от которого отражается сигнал.

Принципы радиолокации и эхолокации одинаковы.

Измерения в радиолокации

1. Расстояние от передатчика до объекта (дистанциометрия): , где с — скорость света; S — расстояние от передатчика до объекта.
2. Пеленгация.

Диапазон расстояний, в котором может работать локатор, определяется длительностью импульса и паузы: , а .

1. Авиация, космонавтика, флот: безопасность движения су­дов при любой погоде и в любое время суток, предотвращение их столкновения, безопасность взлета и. посадки самолетов.
2. Военное дело: своевременное обнаружение самолетов или ракет противника, автоматическая корректировка зенитного огня.
3. Радиолокация планет: измерение расстояния до них, уточ­нение параметров их орбит, определение периода вращения, на­блюдение рельефа поверхности. В бывшем Советском Союзе (1961)—радиолокация Венеры, Меркурия, Марса, Юпитера. В США и Венгрии (1946)—эксперимент по приему сигнала, от­раженного от поверхности Луны.

Телевидение

Схема телевидения в основном совпадает со схемой радиове­щания. Разница заключается в том, что в передатчике колеба­ния модулируются не только звуковыми сигналами, но и сигна­лами изображения. Оптические сигналы в передающей телека­мере преобразуются в электрические. Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на большие расстоя­ния. В телевизионном приемнике высокочастотный сигнал де­лится на три сигнала: сигнал изображения, звуковой сигнал и сигнал управления. После усиления эти сигналы поступают в свои блоки и используются по назначению.

Для воспроизведе­ния движения используют принцип кино: изображение движуще­гося объекта (кадра) передают десятки раз в секунду (в телеви­дении 50 раз). Преобразование изображения кадра в электриче­ские сигналы производится с помощью иконоскопа. На экран иконоскопа проецируется изображение объекта с помощью опти­ческой системы (объектива). Такой же сигнал получается в теле­визионном приемнике, где сигнал преобразуется в видимое изоб­ражение на экране кинескопа. Телевизионные радиосигналы пе­редаются в диапазоне ультракоротких волн, т. е. в пределах прямой видимости антенны.

Зона уверенного приема телевидения увеличивается благода­ря использованию ретрансляционных спутников.

Первый практический телевизионный приемник был изобретен В.К. Зворыкиным в 1934 г. В России (да и в мире) первые опыты по передаче изображения были проведены под руководством Б.Л. Розинга в Петрограде.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь (см)?

Электромагнитные волны, так же как и любые другие, обладают рядом свойств, которые широко используются в современной технике, в том числе — в радиолокации. Для них характерны:

Радиоволны были открыты в то время, когда единственной связью между кораблями были ручные сигналы. Во второй половине девятнадцатого века Г.Гейц только начал проводить научные эксперименты в этом малоизученном направлении. Некоторые из этих экспериментов были основаны на предсказаниях шотландского физика Максвелла.

В одном из отчетов Герц писал о том, что если электромагнитные колебания действительно имели волновую природу, они должны проявлять свойство отражения и интерференции. В доказательство им был проведен еще один эксперимент в конце 1888г в лекционном зале Карлсруэ. Он хотел продемонстрировать что электромагнитные волны отражаются от металлического экрана. Для этого эксперимента нужна была вся длина помещения, потому что аппарат Герца вырабатывал только радиоволны длиной около 60 см. В этом и последующих экспериментах Герц подтвердил наличие у нового излучения свойств электромагнитных волн. Одно из свойств — интерференция, которое может ослабить или усилить прием радио- или телесигнала. Волна пересекает антенну, мы получаем сигнал. К этой волне присоединяется другая волна, предположим, отраженная. Если эти волны находятся в фазе — прием усиливается. Но если они не совпадают по фазе, то волны гасят друг друга. Правильный ответ: последняя пара свойств.