Презентация к уроку физики в 11 классе "Понятие о телевидении. Развитие средств связи."

Понятие о телевидении. Развитие средств связи

Федоров А.М. – учитель физики Кюкяйской СОШ Сунтарского улуса Республики Саха

Телевидение

Телевидение — это область науки, техники и культуры, связанная с передачей на расстояние изображений подвижных объектов и звуков при помощи радиоэлектронных устройств.
Для передачи изображения используется принцип последовательной передачи элементов изображения. В пункте передачи производят преобразование элементов изображения в последовательность электрических сигналов (анализ изображения). Сигналы модулируют колебания, вырабатываемые генератором высокой частоты. Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на большие расстояния. В приёмнике производится обратное преобразование. Высокочастотные модулированные колебания детектируются, а полученный сигнал преобразуется в видимое изображение.

Структурная схема ТВ системы

Телевидение базируется на том, что объект съемки можно разложить на большое количество отдельных точек, каждая из которых будет иметь определенную яркость и цветность. Для того чтобы зритель увидел на экране движущуюся «картинку», необходимо произвести:
1) преобразование света в электрические сигналы,
2) передачу электрических сигналов по каналу связи,
3) преобразование электрических сигналов в оптическое изображение.

Устройство иконоскопа

Для передачи движения используется принцип кино: немного отличающиеся друг от друга изображения движущегося объекта (кадры) передаются десятки раз в секунду (в нашем телевидении 50 раз). Изображение кадра преобразуется с помощью передающей вакуумной электронной трубки — иконоскопа — в серию электрических сигналов.
Иконоскопы уступили позиции более чувствительным и совершенным передающим телевизионным трубам. К ним относятся суперортиконы, видиконы и некоторые другие.

Структурная схема телевизора

Кинескоп

В кинескопе цветного телевизора с защитным экраном 1 находятся три электронно-лучевые пушки с красным, зелёным и синим светофильтрами, образующие три электронных луча 2. Магнитная система цветного кинескопа обеспечивает сведение электронных пучков на отверстиях сетки 5, расположенной перед экраном. После прохождения отверстий сетки пучки попадают на различные люминофоры (люминофорный экран 3), образуя элемент цветного изображения — пиксель. На экране 4, покрытом кристаллами, светящимися под ударами электронов красным, синим и зелёным цветами, находится 500 ООО ячеек для каждого из этих трёх цветов. Смесь трёх цветов — синего, зелёного и красного — в разных пропорциях воспроизводит для глаза человека все оттенки наблюдаемых цветов

ЖК дисплей

Жидкие кристаллы — это фазовое состояние, в которое переходят некоторые вещества при определённых значениях температуры, давления и концентрации в растворе. Молекулы жидких кристаллов имеют вытянутую форму и имеют упорядоченное расположение во всём объёме. Ориентация молекул изменяется под действием электрического поля. Это и определяет возможность их использования в технике. Получение цветного изображения основано на явлении интерференции света на жидких кристаллах.

Плазменный дисплей

Плазменные дисплеи представляют собой многослойную стеклянную конструкцию. Между стеклянными стенками располагаются сотни тысяч ячеек, покрытых люминофором, который светится красным, зелёным и голубым светом.
При подведении к электродам высокочастотного напряжения, получаемого приёмником, происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит ёмкостный высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение, проходя через переднюю стеклянную пластину, попадает в глаз зрителя.

Т В-каналы

Передачи ТВ ведутся на частотах от 50 до 230 МГц. В этом диапазоне электромагнитные волны распространяются только в пределах видимости. Поэтому для обеспечения передачи сигналов на далёкие расстояния строят высокие антенны.
Развитие современных систем телевидения связано с повышением чёткости изображения, увеличением помехоустойчивости (кабельное телевидение) и дальности действий (спутниковое телевидение).
Кроме этого, совершенствуются сами телевизоры, уменьшается их объём и вес при увеличении размеров экрана, чему способствует создание систем цифрового телевидения, которое, кроме этого, наиболее помехоустойчиво.
Перспективы развития телевидения связаны с внедрением и разработкой систем стереоцветного и многоракурсного телевидения, позволяющего получить объёмное изображение и посмотреть на изображение со стороны.

Многоракурсное цифровое ТВ

Развитие средств связи

В настоящее время всё шире применяются кабельные и радиорелейные линии, повышается уровень автоматизации связи.
В радиорелейных линиях связи используются ультракороткие (дециметровые и сантиметровые) волны. Эти волны распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому линии состоят из цепочки маломощных радиостанций, каждая из которых передаёт сигналы к соседней как бы по эстафете. Такие станции имеют мачты высотой 60—80 м, находящиеся на расстоянии 40—60 км друг от друга.

Оптоволоконные ЛС

Всё большей популярностью пользуются оптоволоконные линии связи, позволяющие передавать большой объём информации. Процесс передачи основан на многократном отражении лазерного луча, распространяющегося по тонкой трубке (волокну). Такая связь возможна между двумя неподвижными объектами.

Спутниковая связь

Для космической радиосвязи используются спутники связи (рис. 6.32), сигналы которым посылаются передатчиком с Земли. Спутник принимает сигнал и посылает его другой наземной станции, находящейся на огромном расстоянии от первой. Принятые сигналы усиливаются и посылаются приёмникам других станций.

Спутники также используются для определения положения различных объектов на Земле. Для этих целей одного спутника на околоземной орбите недостаточно, поэтому используется система спутников, позволяющая точно определять координаты, например, автомобилей с навигатором и других объектов. Для телевизионной и радиотрансляции используется геостационарный спутник, находящийся на орбите радиусом 36 ООО км. На этой орбите период обращения спутника равен 24 ч. Именно благодаря этому не требуется изменять ориентацию антенн

Самый большой радиотелескоп в мире

Сотовая связь

Сотовая телефонная связь основана на компьютерных системах, которые связывают номера абонентов и адреса наиболее близких ретрансляторов. Во время соединения компьютерная система заходит оптимальный путь связи абонентов — последовательность передачи сигналов через выбранные ретрансляторы. Сотовый телефон абонента постоянно посылает сигналы ретранслятору, с которым он связан.

При перемещении абонента происходит перерегистрация — привязка абонента к новому, ближайшему ретранслятору.
На ровной поверхности зона покрытия отдельного ретранслятора представляет собой круг, а составленная из этих кругов сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками, отсюда и название «сотовая связь».

Интернет

В настоящее время в мире существует более миллиарда компьютеров, большая часть которых объединена в единое информационное пространство, называемое Интернет.
Одной из самых распространённых услуг Интернета является электронная почта, позволяющая связаться достаточно быстро с любым человеком в любой точке мира.
По Интернету вы можете получить информацию обо всех событиях, происходящих в мире, а также участвовать в дискуссиях на интересующие вас темы.
Устраиваются видеоконференции, позволяющие ответить на научные вопросы. Вы можете прослушать и увидеть лекцию известного профессора, находящегося в другой стране, осуществить интерактивное общение.
Создаются сайты, на которых блоггеры могут ответить на интересующий вас вопрос. Например, на сайте физиков помогут решить любую сложную задачу.
Интернет позволяет также осуществить практически телефонную связь.

Упражнения

Задача 1 Две антенны, находящиеся на расстоянии 50 м друг от друга, излучают электромагнитные волны с частотой 107 Гц. Определите ближайшие к антеннам точки интерференционных максимумов.
Задача 2 Радиолокатор работает на длине волны 12 см и даёт 5000 импульсов в секунду. Длительность каждого импульса т = 3 мкс. Сколько колебаний содержится в каждом импульсе и чему равна глубина разведки локатора?
Задача 3. В каком диапазоне длин волн может работать радиоприёмник, если ёмкость конденсатора его колебательного контура изменяется от 2 • 10-10 до 8 • 10-10 Ф, а индуктивность катушки — от 5 • 10-5 до
2 • 10 -4 Гн?
Задача 4. Сила тока в открытом колебательном контуре изменяется в зависимости от времени по закону: і=0,4cos⁡5⋅105πt. Найдите длину излучаемой волны.
Задача 5. Радиолокатор работает на волне 5 см и испускает импульсы длительностью 2 мкс. Сколько колебаний содержится в каждом импульсе? Какова минимальная дальность обнаружения цели?

Использованные ссылки

https://er.ru/media/userdata/news/2012/03/22/281a42dd47e05904a7a27f23def65187.jpg
https://konspekta.net/infopediasu/baza3/2003518298428.files/image008.jpg
https://royallib.com/read/polyakov_vladimir/posvyashchenie_v_radioelektroniku.html#0
http://radiocon-net.narod.ru/page74/tv_structure.GIF
https://catamobile.org.ua/wp-content/uploads/2011/11/ustrojstvo-zk.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/Plasma-display-ru.jpg/300px-Plasma-display-ru.jpg
https://old.telesputnik.ru/images/n117/tabp1.gif
http://www.mniti.ru/sites/default/files/gallery/slayd19.png
https://studme.org/htm/img/39/3650/115.png
https://www.avclub.pro/image/catalog/upload/medialibrary/a2c/optovolokonnye_linii_svyazi_1.jpg
https://wd-x.ru/wp-content/uploads/2013/10/4.%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0-%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D1%81%D0%BE-%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%D1%8E-%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0.jpg
https://sites.google.com/site/sputnikovaysvaz/_/rsrc/1331663765976/home/fiziceskie-osnovy/vsat_scheme_rrr.jpg
https://img-fotki.yandex.ru/get/6604/137106206.e1/0_8e7cc_c7a44aca_orig.jpg
https://navopros.ru/img/answers/cellularnw.gif
https://linuxgid.ru/wp-content/uploads/2017/08/chto-takoe-sputnikovyj-internet-trikolor.jpg