Федеральное агентство по образованию

   Самарский государственный  экономический университет

 

Кафедра технологий АПП 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

по дисциплине

«Теоретические  основы прогрессивных технологий» 

    на  тему «Электромагнитные волны. Радиосвязь» 
 
 
 
 

                                                                                   Выполнил:  студент 2 курса   

                                                                                                    ИЭУП гр. АПК

                                                                                                   Енукова А.А.     

                                                            Научный руководитель:  к.э.н., ст. преп.

                                                                                                                      Заступов А.В. 
 
 
 
 
 
 

    Самара 2010

 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление

 

Введение……………………………………………………………………………3-4

1 ГЛАВА. Электромагнитные волны……………………………………………...5

1.1. Понятие волна и ее характеристики…………………………………………...5

1.1.1. Связь между длиной волны, частотой и скоростью распространения волны……………………………………………………………………………….5-6

1.1.2. Что такое  электромагнитная волна………………………………………...6-7

1.1.3. Экспериментальное  обнаружение электромагнитных волн……………7-10

1.1.4. Свойства  электромагнитных волн………………………………………10-12

2 ГЛАВА. Радиосвязь……………………………………………………………..13

2.1. Принципы  радиосвязи……………………………………………………..13-16

2.2. Радиоактивность……………………………………………………………17-19

2.3. Виды и  распространение радиоволн……………………………………...19-22

3 ГЛАВА. Электромагнитные волны и радиосвязь в АПКа……………………23

3.1. УФ Системы  для оббезараживания воздуха  и поверхностей……………….23

3.1.1. Рециркуляторы  воздуха………………………………………………….23-24

3.1.2. УФ облучатели…………………………………………………………...24-25

3.1.3. Рециркулятор  бактерицидный…………………………………………..25-26

3.2. Радиосвязь  в сельском хозяйстве………………………………………….26-28

Заключение ……………………………………………………………………........29

Библиографический список......................................................................................30

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

     1.1. Понятие волна  и ее характеристики

 

     Волной называют колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

     Важнейшей характеристикой волны является ее скорость. Волны любой природы не распространяются в пространстве мгновенно. Их скорость конечна.

     При распространении механической волны  движение передается от одного участка тела к другому. С передачей движения связана передача энергии. Основное свойство всех волн независимо от их природы состоит в переносе ими анергии без переноса вещества. Энергия поступает от источника, возбуждающего колебания начала шнура, струны и т. д., и распространяется вместе с волной. Через любое поперечное сечение непрерывно течет энергия. Эта энергия слагается из кинетической энергии движения участков шнура и потенциальной энергии его упругой деформации. Постепенное уменьшение амплитуды колебаний, при распространении волны связано с превращением части механической энергии во внутреннюю.

     Если  заставить конец растянутого  резинового шнура колебаться гармонически с определенной частотой v, то эти колебания начнут распространяться вдоль шнура. Колебания любого участка шнура происходят с той же частотой и амплитудой, что и колебания конца шнура. Но только эти колебания сдвинуты по фазе друг относительно друга. Подобные волны называются монохроматическими.

     Если  сдвиг фаз между колебаниями двух точек шнура равен 2п, то эти точки колеблются совершенно одинаково: ведь соs(2лvt+2л) = =соs2пvt. Такие колебания называются синфазными (происходят в одинаковых фазах).

 

     1.1.1. Связь между длиной  волны, частотой и скоростью распространения волны

 

     За  один период колебаний волна распространяется на расстояние λ, поэтому ее скорость определяется формулой:

     C = λ / T

     так как период Т и частота v связаны соотношением T = 1 / v, то:

     c = λ v.

     Скорость  волны равна произведению длины волны на частоту колебаний.

     Волны любой природы не распространяются в пространстве мгновенно. Волны бывают двух видов: поперечные и продольные. Поперечными называют волны, распространяющиеся в перпендикулярном направлении распространению волны. Продольными волнами называют волны, распространяющиеся вдоль направлению распространению волны.

     Основное  свойство всех волн независимо от их природы состоит в перемещении энергии без переноса вещества

     Длиной волны называется расстояние между ближайшими точками, колеблющихся в одинаковых фазах. Волны разной длины, используются в разных отраслях человеческой деятельности. ДВ – длинные волны (их длинна может достигать километра); СВ – средние волны ; КВ – короткие волны ; УКВ – ультра короткие волны.

     Различные виды механических волн, как поперечные, так и продольные могут распространяться только в непрерывной среде, в  твёрдых телах, жидкостях и газах.

     В вакууме механические волны распространятся, не могут.

     Условие возникновения электромагнитных волн. Для образования интенсивных электромагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Изменения электромагнитного поля происходят при изменении силы тока в проводнике, а сила тока в проводнике изменяется при изменении скорости движения электрических зарядов в нём, т.е. при движении зарядов с ускорением. Следовательно, электромагнитные волны должны возникать при ускоренном движении электромагнитных зарядов.

     Теперь  перейдем к рассмотрению непосредственно  электромагнитных волн.

     1.1.2. Что такое электромагнитная волна

 

     Электромагнитное  излучение (электромагнитные волны) - это  распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания. Электромагнитные волны возникают благодаря тому, что переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает переменное электрическое поле.

     Источники электромагнитного  излучения. Несмотря на физические различия, во всех источниках электромагнитного излучения, будь то радиоактивное вещество, лампа накаливания или телевизионный передатчик, это излучение возбуждается движущимися с ускорением электрическими зарядами. Различают два основных типа источников. В «микроскопических» источниках заряженные частицы скачками переходят с одного энергетического уровня на другой внутри атомов или молекул. Излучатели такого типа испускают гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное, а в некоторых случаях и еще более длинноволновое излучение (примером последнего может служить линия в спектре водорода, соответствующая длине волны 21 см, играющая важную роль в радиоастрономии). Источники второго типа можно назвать макроскопическими. В них свободные электроны проводников совершают синхронные периодические колебания. Электрическая система может иметь самые разнообразные конфигурации и размеры. Системы такого типа генерируют излучение в диапазоне от миллиметровых до самых длинных волн (в линиях электропередачи).

     Излучение и распространение  электромагнитных волн. Движущиеся с ускорением электрические заряды и периодически изменяющиеся токи воздействуют друг на друга с некоторыми силами. Величина и направление этих сил зависят от таких факторов, как конфигурация и размеры области, содержащей заряды и токи, величина и относительное направление токов, электрические свойства данной среды и изменения в концентрации зарядов и распределении токов источника. Из-за сложности общей постановки задачи закон сил нельзя представить в виде одной формулы. Структура, именуемая электромагнитным полем, которую при желании можно рассматривать как чисто математический объект, определяется распределением токов и зарядов, создаваемым заданным источником с учетом граничных условий, определяемых формой области взаимодействия и свойствами материала. Когда речь идет о неограниченном пространстве, эти условия дополняются особым граничным условием – условием излучения. Последнее гарантирует «правильное» поведение поля на бесконечности.

 

     1.1.3. Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн

 

     Опыты Герца. Спустя 10 лет после смерти Максвелла, Генрих Герц доказал существование электромагнитных волн и открыл их основные свойства, предсказанные Максвеллом.

     Колебания высокой частоты, значительно превышающей  частоту промышленного тока (50Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Причем частота колебаний будет тем больше, чем меньше индуктивность и емкость контура. Однако большая частота электромагнитных волн еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В своих опытах Герц использовал простое устройство, называемое сейчас вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.

     Герц  получал электромагнитные волны, возбуждая  в вибраторе с помощью источника  высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное количество электронов, движущихся согласованно.

     Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора, представляющего собой точно такое же устройство, что и излучающий вибратор. Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадет с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс и колебания в приемном вибраторе происходят с большой амплитудой. Герц обнаруживал их, наблюдая искорки в очень малом промежутке между проводниками приемного вибратора.

 

     Схема опыта Герца:

 

     

 

     Своими  опытами Герц доказал:

     1) существование электромагнитных волн;

     2) волны хорошо отражаются от проводников;

     3) образование стоячих волн;

     4) определил скорость волн в воздухе (она примерно равна скорости в вакууме - c).

     Фундаментальные законы природы могут дать гораздо больше, чем заключено в тех фактах, на основе которых они получены. Одним из таких относятся открытые Максвеллом законы электромагнетизма.