Физика для школьников. Урок 3.5. Электромагнитные колебания и волны

• Электромагнитные колебания и волны - одна из самых наукоемких областей физики.  

• Уравнения Максвелла, сложные для понимания, имеют волновое решение.  

• Генрих Герц впервые зарегистрировал электромагнитные волны, но не предвидел их практического применения.  

• Электромагнитные волны используются в свете, радиоволнах и мобильной связи.  

• В школьной физике рассматриваются только общие понятия, без решения уравнений Максвелла.  

• Колебательный контур состоит из емкости и катушки индуктивности.  

• При заряде емкости ток не течет, при разряде - течет.  

• Период колебаний зависит от произведения индуктивности и емкости.  

• В радиотехнике часто используется переменная емкость для настройки.  

• Емкость может меняться в больших пределах, но индуктивность - нет.  

• Длина волны равна скорости света, деленной на частоту.  

• Радиоприемники могут быть проградуированы в частотах или длинах волн.  

• Радиоприемник принимает частоты от 1 до 30 МГц.  

• Длина волны для этих частот составляет от 10 до 300 метров.  

• Колебательный контур имеет индуктивность 1 мкГн и емкости от 20 до 200 пФ.  

• Период колебаний определяется формулой Томпсона.  

• Частота колебаний составляет 35.6 МГц, длина волны - 8.4 метра.  

• Диапазон частот - от 35.6 до 11.3 МГц, длина волны - от 8.4 до 26.7 метра.  

• Колебательный контур настраивается изменением зазора между пластинами конденсатора.  

• Длина волны пропорциональна корню квадратному из емкости конденсатора.  

• Емкость конденсатора пропорциональна площади пластин и относительной диэлектрической проницаемости вещества между ними.  

• В воздушных конденсаторах используется воздух как диэлектрик.  

• Для увеличения емкости конденсатора нужно уменьшить зазор между пластинами.  

• Длина волны пропорциональна корню квадратному из емкости.  

• Для увеличения длины волны в восемь раз нужно уменьшить зазор между пластинами в 64 раза.  

• Для уменьшения длины волны нужно увеличить зазор в соответствующее количество раз.  

• Увеличение зазора между обкладками конденсатора увеличивает частоту колебаний.  

• Частота обратно пропорциональна корню квадратному из емкости.  

• При увеличении зазора в два раза частота увеличивается в корень из двух раз.  

• Емкость конденсатора составляет 15 нанофарад.  

• При изменении тока на 2 ампера за 1.2 секунды возникает ЭДС самоиндукции 10^-4 вольта.  

• Длина волны, на которую настроен колебательный контур, составляет 1788 метров.  

• Рассматривается колебательный контур, настроенный на определенную частоту.  

• Задача: перестроить контур на другую длину волны.  

• Изменение емкости контура для достижения нужной длины волны.  

• Исходная настройка контура на частоту f0.  

• Расчет емкости для заданной длины волны.  

• Соотношение между частотами и длинами волн.  

• Новая емкость должна составлять 4/9 от прежней.  

• Простота задачи благодаря примитивизированным представлениям о контуре.  

• Влияние активного сопротивления и затухающих колебаний.  

• Технологические ограничения на генерацию длин волн оптического излучения.  

• Радиоволны и их диапазоны.  

• Влияние паразитных емкостей на высокочастотные колебания.  

• Влияние паразитных емкостей на радиоволны.  

• Пример с радиоприемником и антенной.  

• Проникновение радиоволн через изоляцию.  

• Генерация коротковолновых волн и их использование в радиолокации.  

• Волноводная техника и резонаторы.  

• Волоконно-оптические кабели и их применение.  

• Лев Толстой о создании ненужных потребностей.  

• Обзор длин волн и частот.  

• Благодарность за внимание и прощание.