Распространение радиоволн. Радиолокация

Распространение радиоволн. Радиолокация Для проведения урока предлагается конспект, сопровождаемый мультимедийной презентацией, которая  создана в программе MicrosoftPowerPoint. Методическая цель ­ показать возможность использования мультимедийной презентации для проведения  лекции по физике на примере темы « Распространение радиоволн. Радиолокация» Цели: 1. 2. Восприятие и первичное закрепление нового учебного материала. Ознакомить учащихся со свойствами радиоволн, объяснить принцип радиолокации и применение. Задачи: 1.         Формирование  навыков: анализировать информацию, работать с литературой. 2.         Развитие мышления, концентрации внимания, познавательного интереса. 3.         3. Формирование научного мировоззрения.  Повторение: ­ Что такое электромагнитная волна? ­Опишите процесс возникновения электромагнитной волны. ­От чего зависит скорость электромагнитной волны? ­Что является источником электромагнитных волн? Что такое дифракция? Изучение нового материала: 1.       Радиосвязь. 2.       Понятие об ионосфере. 3.       Радиолокация. 4.       Расчет пути пройденного Радиосвязь осуществляется на : 5.       Длинных  10000 – 1000м радиоволнами. 6.       Применение.   Средних  1000 – 100м Коротких 100 – 10м Ультракоротких  меньше 10м   волнах. Дифракция – явление огибания  волнами препятствий, встречающихся на их пути,  и проникновения их в  область за препятствия. Дифракция присуща волнам любой природы. ДЛИННЫЕ ВОЛНЫ за счет дифракции распространяются далеко за пределами видимого горизонта;  радиопередачи на длинных волнах можно принимать на больших расстояниях за пределами прямой  видимости антенны. СРЕДНИЕ ВОЛНЫ испытывают меньшую дифракцию у поверхности Земли и распространяются за счет  дифракции на меньшее расстояние за пределы прямой видимости. КОРОТКИЕ ВОЛНЫ еще менее способны к дифракции у поверхности Земли, но их можно принимать в  любой точке на поверхности Земли. Распространение коротких радиоволн  на большие расстояния от передающей радиостанции объясняется  их способностью отражаться от и ИОНОСФЕРЫ. ИОНОСФЕРОЙ называется верхняя часть атмосферы, начинающаяся с расстояния 50 км от поверхности  Земли, и переходящая в межпланетную плазму на расстояниях 70 – 80 тыс.км. ОСОБЕННОСТЬЮ ИОНОСФЕРЫ ЯВЛЯЕТСЯ ВЫСОКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ В НЕЙ СВОБОДНЫХ  ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ­ ИОНОВ И ЭЛЕКТРОНОВ. Ионизация верхних слоев атмосферы создается ультрафиолетовым и рентгеновским излучениями Солнца. Максимальное значение количества Свободных  электронов в ионосфере 2*10­ 5*10 Электронов в кубическом сантиметре – достигается на высотах 250­400 км от поверхности Земли. ПРВОДЯЩИЙ СЛОЙ ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЫ – ИОНОСФЕРА – СПОСОБЕН ПОГЛОЩАТЬ И ОТРАЖАТЬ  ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ. От ионосферы хорошо отражаются длинные радиоволны. Это явление наряду с дифракцией увеличивает  дальность распространения длинных волн. Хорошо отражаются ионосферой и короткие волны (радио) Многократные отражения коротких радиоволн от ионосферы и земной поверхности делают возможность  радиосвязь на коротких волнах между любыми точками на Земле. Ультракороткие проникают сквозь ионосферу и почти не огибают поверхность Земли. Поэтому  используются для радиосвязи между пунктами в пределах прямой видимости, а также для связи с  космическими кораблями.   ИТАК: ДЛИННЫЕ ВОЛНЫ *скользят* вдоль поверхности Земли; КОРОТКИЕ ВОЛНЫ многократно отражаются от ионосферы и поверхности Земли; УЛЬТРОКОРОТКИЕ проникают сквозь ионосферу. ­ РАДИОЛОКАЦИЯ ­   Большую роль в современном морском флоте, авиации и космонавтике играют РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ    СРЕДСТВА СВЯЗИ. Радиолокация – обнаружение и точное определение местонахождение объекта с помощью радиоволн. В основе принципа радиолокации лежит свойство отражения электромагнитных волн. Определение пути пройденного радиоволнами: Если измерить с помощью электронной аппаратуры длительность промежутка времени t  между моментами  времени отправления и возвращения электромагнитных вол, можно определить путь, пройденный  радиоволнами:    C­ скорость электромагнитной волны Так как волны прошли путь до тела и обратно, расстояние до тела, отражавшего радиоволны, равно  половине этого пути:   Чтобы определить не только расстояние до тела, но и его положение в пространстве, необходимо посылать  радиоволны узконаправленным пучком. Узконаправленный пучок создается с помощью антенны, имеющей  форму, близкую к сферической. Используются ультракороткие волны.   Вода, суша, влажная почва, городские строения и транспортные коммуникации по­разному отражают радиоволны. Это позволяет получить своеобразную карту местности, на которой летит самолет, с помощью радиолокационных приборов на самолете. Облака не являются преградой для электромагнитных волн. Пеленгация – определение координат, местоположения объектов.   Применение: 1.Авиация, космонавтика, флот: безопасность движения судов, при любой погоде и в любое время суток,  предотвращение их столкновения, безопасность взлета и посадки. 2.Военное дело: своевременное обнаружение самолетов или ракет противника, автоматическая  корректировка огня. 3.Радиолокация планет: измерение расстояния до них, уточнение параметров их орбит, определение  периода вращения, наблюдение рельефа поверхности. 4. Аварийная радиоспасательная служба­ в России *КОСПАС* , в США , Канаде, Франции *САРСАТ*.С ее  помощью удалось предотвратить гибель многих людей при авариях.   1.       На каких принципах основана работа радиолокатора? Закрепление материала: Ответ: Работа радиолокатора основана на отражении радиоволн различными препятствиями. 2.       Имеются ли существенные различия между условиями распространения радиоволн на Земле и на  Луне? Ответ: Луна не имеет ионосферы. Следовательно радиосвязь на Луне во всех диапазонах может  происходить только в пределах прямой видимости. На Земле же радиосвязь на больших расстояниях  осуществляется за счет отражения радиоволн от ионосферы и огибания земной поверхности.   3.Решение задач из сборника Рымкевич  № 995, № 1009 ( ответ 30 км). № 995 Молния представляет собой искровой разряд в атмосфере длительностью несколько десятков  микросекунд. Он порождает электромагнитные волны, наибольшая мощность которых приходится на  диапазон средних и длинных волн радиоприемников. № 1009 Дано: t =200 мкс = 2*10­4с Найти: l Решение: Радиосигнал локатора прошел путь 2l, где l – расстояние до объекта, со скоростью с­скорость света в  воздухе. Тогда 2l=ct. Отсюда L=ct/2=3*108 *2*104c /2=3*104м = 30км. Ответ: L=30км.     Домашнее задание:   &55, 56, Задача, сборник Рымкевич № 996, 997.