Изучение распространения радиоволн на уроках физики в СОШ

     Сигнал  радиоволны – электрические колебания сверхвысокой частоты, распространяемой в виде электромагнитных волн.

     Скорость  радиоволн с=3* , то R= , где R-расстояние до цели.

       Радиолокационная установка – радиолокатор (или радар) – состоит из передающей и приемной частей. В радиолокации используют электрические колебания сверхвысокой частоты - Гц). Мощный генератор СВЧ связан с антенной, которая излучает остронаправленную волну. В радиолокаторах, работающих на длинах волн порядка 10 см и меньше, такая волна создается антеннами в виде параболических зеркал. Для волн метрового диапазона антенны имеют вид сложных систем вибраторов. При этом острая направленность излучения получается вследствие сложения волн. Антенна устроена так, что волны, при сложении взаимно усиливают друг друга лишь в заданном направлении. В остальных направлениях при сложении волн происходит полное или частичное их гашение. 

       

     Рис.5 Принцип работы радиолокатора. 

     Сельское  и лесное хозяйство: определение вида почв, температуры, обнаружение пожаров.

     Геофизика и география: структура землепользования, распределение транспорта, поиски минеральных местонахождений.

     Гидрология: исследование загрязнений поверхностей воды.

     Океанография: определение рельефа поверхностей дна морей и океанов.

     Военное дело и космические  исследования: обеспечение полётов, обнаружение военных целей.

      

     IV. Тренировочные задания:

1. Выполнение упражнений
2. а) На каком расстоянии от радиолокатора находится самолет, если отраженный от него сигнал принят через 2·10–4 после посылки этого сигнала?

     б) Чем объясняется лучшая слышимость радиостанций зимой?

     в) Определите дальность действия радиолокатора, излучающего 500 импульсов в секунду.

     г) Имеются ли существенные различия между  условиями распространения радиоволн на Луне и на Земле?

     V. Закрепление: 

      1.Решение  задач:

     а) В схеме радиоприёмника ,L=2*10^-4    Гн, ёмкость С переменного конденсатора может меняться от 12 до 450 пФ. НА какие длины волн рассчитан этот приёмник.

     б)  Входной контур радиоприёмника содержит катушку индуктивностью L=0,32 мГн. В каких пределах должна изменятся ёмкость С конденсатора контура, чтобы радиоприёмник мог принимать сигналы радио станций, работатающей в диапазоне частот от  v₁=8,0 МГц  до v₂=24 МГц? 

     VI. Подведение итогов 

     1.Выполнение тестовых заданий:

     I.Радиолокацией называется:

1. обнаружение, точное определение местонахождения  и скорости объектов с помощью радиоволн.;
2. явление взаимного наложения радиоволн, приходящих в точку приема по разным путям;
3. это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света;
4. Расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.

 

     II.Расстояние между соседними гребнями волны на поверхности воды - L. Волна распространяется со скоростью υ. При этом частицы воды колеблются с частотой

1. ν =υ•L;
2. ν = υ/L;
3. ν =L/υ;
4. Т = υ/L.

 

     III.Где применяют ультракороткие радиоволны?

1. Для связи с космосом;
2. В радиолокации;
3. В телевещании;
4. В теле и радиовещании, в радиолокации, для связи с космосом.

 

     IV.На каком расстоянии от корабля находится айсберг, если посланный локатором сигнал, имеющий частоту ν и длину волны λ, принят через интервал времени τ?

1. λντ/2;
2. Λντ;
3. λν/τ;
4. λν/2τ.

 

     V.Для измерения расстояний по отраженным сигналам используют радиолокацию и звуколокацию. Какой из этих двух видов локации применим и в воздухе и в морской воде?

1. Оба; 
2. Ни один; 
3. Звуколокация; 
4. Радиолокация.

 

     VI.Радиолокатор работает в импульсном режиме. Частота повторения импульсов 1500 Гц, длительность импульса 0,5 мкс. Рассчитайте максимальную и минимальную дальность обнаружения цели данным радаром.

1. от  150 м до 200 км; 
2. от  0,75 м до 1 км;
3. от  75 м до 100 км; 
4. от  7,5 м до 10 км.

 

     VII.Каким может быть максимальное число импульсов, испускаемых радиолокатором за 1 с, при разведывании цели, находящейся в 30 км от него?

1. 10000; 
2. 50000; 
3. 500;  
4. 5000.

 

     2. Обобщение:

       Сегодня на уроке мы узнали, что называется радиолокацией,  каким образом она применяется  в современной технике. Мы выяснили, что называется радиолокатором  и из каких частей он состоит, где используются радиолокационные установки и для чего они служат.  

     VII. Рефлексия.

• Что знал?
• Чего не знал?
• Что узнал нового на уроке?

 

     VIII. Информация о ДЗ. Выучить определения, §36,37 упражнения 1-3

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     В ходе курсовой работы была разработана методика преподавания урока  физики на тему «Радиолокация» и проанализирован теоретический материал  по электромагнитным волнам и колебаниям.

     Рассмотрены общие сведения распространения  радиоволн в курсе преподавания физики в школе. Была также использована таблица с классификацией радиоволн, в которой приведено деление радиоволн на диапазоны и указаны области их применения. Следует сделать вывод, что для радиосвязи используются следующие 12 диапазонов радиоволн, границы которых по частоте определяются соотношением 0,3·10^N-3·10^N (здесь N — номер диапазона).

     Рассмотрены явления, возникающие при распространении  радиоволн: дифракция, рефракция, интерференция.

     Радиоволны  принято также классифицировать по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара.

     Волны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного космического объекта к другому, носят название прямых или свободно распространяющихся. К этой же категории можно в некоторых случаях отнести волны, распространяющиеся между наземной станцией и космическим объектом, а именно в те случаях, когда влиянием относительно тонкого слоя атмосферы можно пренебречь.

     Приведено описание факторов, влияющие на дальность и качество радиоволн.

     Изучены основные принципы и методы радиолокации. Проведено радиолокационное наблюдение объектов, которое позволяет также выявлять  многие характерные особенности, например определять параметры ледового покрова водной поверхности, влагосодержание атмосферы, размеры и конфигурацию объекта. Данные измерений могут быть дискретными или непрерывными.

     Было  показано применение радиоволн в различных сферах человеческой деятельности.

     Разработан  урок изучения нового материала на тему “Радиолокация”. Поставленной задачей было ознакомление учащихся с понятием «радиолокация», ее системами, задачами и радиолокационными установками. К уроку были поставлены следующие цели: учебная – расширить и углубить знания учащихся о радиоволнах; развивающая – показать возможность применения радиоволн в различных сферах человеческой деятельности; воспитательная – развитие познавательного интереса. В ходе урока были использованы методы и приемы такие, как слово учителя, работа с учебником, беседа. В урок были включены восемь этапов: организационный момент, проверка домашнего задания, изучение нового материала,     тренировочные задания, закрепление, подведение итогов, рефлексия, информация о домашнем задании.

     Для лучшего понимания материала  ученикам были предложены следующие формы работы: выполнение упражнений, тестовых заданий, решение задач.

     Обобщение урока было проведено учителем, в  ходе которого ученики узнали, что называется радиолокатором и из каких частей он состоит, где используются радиолокационные установки и для чего они служат.

     Курсовая  работа может быть использована для  преподавания темы «Радиоволны» в рамках изучения физики в средней образовательной школе. 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

     

1. Справочная  книга радиолюбителя. /Под ред. Н. И. Чистякова. – М. : Радио и связь, 1990.
2. Фок В. А. Дифракция радиоволн вокруг земной поверхности. - М.: Изд-во АН СССР, 1979.
3. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. - М.: Советское «Радио», 1972.
4. Фок В. А. Проблемы дифракции и распространение электромагнитных волн. - М.: Советское «Радио», 1970.
5. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. - М.: Советское «Радио», 1975.
6. Альперт Я. Л., Гусева Э. Г., Флигель Д. С. Распространение низкочастотных электромагнитных волн в волноводе Земля — ионосфера. - М.: Изд-во «Наука», 1977.
7. Фейнберг Е. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхностн. - М.: Изд-во АН СССР, 1979.
8. Справочник по радиоэлектронным системам. / Под ред. Б. Х. Кривицкого. – М. : Энергия, 1979.