Submitted by Светлана Евгеньевна Шевлякова on Fri, 30/10/2009 - 23:39
Ход урока:
Учитель: Здравствуйте, сегодня мы подведем итоги темы «Радиоволны» и «Геометрическая оптика». Повторим свойства радиоволн и их применение в средствах связи на примере нашей школы, углубим прикладные знания.
Вначале, в течении 10 мин, проведем физический диктант на 2 варианта, проверим ваши знания по этой теме: вопросы 1-го варианта читает женский голос, 2-го – мужской. По окончании диктанта два ученика проверят его, ставя «+» и «-» в зависимости от правильности ответа, по количеству правильных ответов будет выставлена соответствующая оценка.
I. ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ (записан на диске на 2 голоса: женский и мужской, диктант сопровождается слайдами)
Вариант 1
1. Что представляет собой электромагнитная волна? С какой скоростью она распространяется в вакууме?
2. Чем различаются устройства, изображенные на рисунке а и б (на экране)?
Кто первым предположил открытый колебательный контур и для чего?
3. Предельный угол полного внутреннего отражения светового луча на границе раздела некоторой среды и воздуха равен α = 30 °. Найдите показатель преломления данной среды.
a) В радиолокации используют электромагнитные волны сверхвысокой частоты?
б) Для охвата телевидением (диапазон ультракоротких волн) больших территорий необходима густая сеть передатчиков (ретрансляторов) и высокие приемные антенны?
5. Решите задачу (условие на слайде).
На какую длину волны настроен колебательный контур приемника индуктивностью 0,2 мГн, если максимальная сила тока в контуре 0,1 А, а максимальное напряжение на конденсаторе 200 В?
Вариант 2
1. Дайте определение электромагнитных колебаний. Приведите пример.
2. Какие функции в приемнике А. С. Попова (рисунок на слайде) выполняют устройства I, II, III, IV?
3. Предельный угол полного внутреннего отражения для воздуха и стекла равен β = 34°. Определить скорость света в этом сорте стекла.
а) радиоприемник перестает работать, когда автомобиль проезжает по тоннелю или под мостом?
б) излучение, используемое при радиолокации, имеет острую направленность?
5. Решите задачу (условие записано на слайде)
В радиоприемнике используется катушка индуктивностью 50 мГн. Какой емкости должен быть конденсатор, чтобы приемник мог принимать радиостанцию, работающую на частоте 545 кГц?
Ответы:
Вариант 1
1. Электромагнитная волна – распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле, с = 3 · 108 м/с.
2. а) закрытый колебательный контур, который почти не излучает электромагнитную волну;
б) открытый колебательный контур – одна пластина конденсатора представлена антенной, другая – землей. Г. Герц, для излучения электромагнитных волн.
3. n = 1/ sin α, n = 2.
4. а) Чем меньше длина волны, тем более мелкий объект можно обнаружить, т.к. тем большая доля падающей энергии будет от него отражаться.
б) УК волны распространяются в пределах прямой видимости.
5.
Вариант 2
1. Периодические изменения силы тока, напряжения, напряженности электрического поля и индукции магнитного поля. Например, изменение заряда на конденсаторе, переменный ток, колебания Е и В в электромагнитной волне.
2. I – антенна. Для приема волн; II – когерер, для замыкания цепи реле звонка, т.е. для подачи звукового сигнала о приходе электромагнитной волны; IV – катушка индуктивности контура, для обеспечения избирательности приема.
II. Сообщения учащихся о средствах связи, имеющихся в школе и демонстрация их возможностей.
Учитель:Стремительный рост объемов передаваемой информации требует значительного сокращения времени доставки и обработки абонентом необходимой информации. Именно поэтому уже сейчас наблюдается устойчивый рост мобильных средств радиосвязи (автомобильных и портативных радиотелефонов), которые дают возможность сотруднику той или иной службы вне рабочего места оперативно решать производственные вопросы. Радиотелефон перестал быть символом престижа и стал рабочим инструментом, который позволяет более эффективно использовать рабочее время, оперативно управлять производством и постоянно контролировать ход технологических процессов, что обеспечивает дополнительные доходы при использовании радиотелефона в производстве.
Спутниковые системы связи
Спутниковое телевидение. Это вид связи, когда радиоволны передаются через спутник. Параболическая антенна диаметром 2,5-3 м позволяет осуществлять наиболее качественный прием сигналов от спутника, находящегося на геостационарной орбите. А сигнал на спутник поступает с нескольких телецентров Европы и Азии. К параболической антенне подключен конвертор, преобразующий высокочастотные (11 ГГц) спутниковые сигналы в ток частотой 100 МГц. Непосредственно после конвектора следует тюнер. Тюнер настраивается на частоту той или иной станции и имеет два выхода: низкочастотный и высокочастотный. Через низкочастотный выход тюнер подключается непосредственно к телеприемнику. Высокочастотный сигнал как более мощный идет на транскодер, преобразующий системы кодирования PAL→SEKAM. К транскодеру подключается модулятор, преобразующий ВЧ сигнал в сигнал телевизионной частоты. К модулятору можно подключить как один, так и несколько телевизоров, независимо от системы их кодирования (PAL,SEKAM).
(Демонстрируется фрагмент передачи из Германии, полученный с помощью спутникового телевидения)
Переносная радиостанция
Идеальное решение для малого, среднего и большого бизнеса: гостиниц, охраны, магазинов, ресторанов; для использования охранными предприятиями, строительными организациями, промышленными предприятиями.
В нашей школе при проведении спортивных соревнований, ремонте крыши, мероприятий по ремонту и профилактике устройств кабельного телевидения, телефонной линии используется переносная радиостанция.
Радиотелефоны дальней связи позволяют удлинить домашний или офисный стационарный телефонный номер и использовать как мобильный. В модели присутствует встроенный усилитель на 4.5 Вт, позволяющий достигать уверенного радиуса действия даже более чем на 20-25 км, без установки внешнего усилителя.
(Демонстрируется принцип работы: один ученик в классе, другой из библиотеки – рассказывают об имеющейся литературе о средствах связи.)
Радиомикрофон
Радиомикрофон представляет собой комплекс, в который входят приемное устройство и собственно радиомикрофон, в качестве которого используется маломощный передатчик. Микрофон преобразует механические колебания звуковой частоты в низкочастотный электрический сигнал, затем этот сигнал усиливается в микрофоне и поступает на модулятор. В модуляторе ВЧ сигнал модулируется по амплитуде НЧ сигналом и поступает на антенну. Антенна излучает высокочастотные модулированные колебания. Радиомикрофон нашей школы имеет два передатчика, работающих с небольшим разносом частот, каждый мощностью 50 мВт и дальностью приема 100 м. в качестве источникапитания радиомикрофона можно использовать элемент типа «Крона» напряжением 9 В, рабочая полоса частот 168 – 216 МГц. Такие микрофоны можно использовать при проведении концертов, шоу-программ, в том числе и в нашей школе, например, в программе «Как стать звездой».
(Демонстрируется действие микрофона: ученица читает стихи.)
Целый мир охватив от земли до небес,
Всполошив не одно поколенье,
По планете шагает научный прогресс.
Что стоит за подобным явлением?
Все запутано в наш оглушающий век,
Разбираться в истории будем!
Что важнее всего на Земле – Человек!
Нам открыты пути, нам шагать далеко…
Мы в ответ за все перед вечностью,
Все зависит от рук человечества.
Локальная компьютерная сеть
Существует множество способов классификации сетей. В нашей школе установлена локальная сеть. Управляет сетью сетевой администратор. Локальная сеть дает возможность всем сотрудникам школы работать с электронной почтой и Интернет.
Чтобы компьютеры могли взаимодействовать, необходима какая-либо среда, обеспечивающая возможность передачи сигналов на физическом уровне. Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптоволоконные кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии).
В нашей школе компьютеры соединены между собой витой парой. Витая пара – два скрученных изолированных медных провода. Кабель состоит из четырех пар, перевитых с разным шагом для уменьшения электрических наводок со стороны соседних пар и внешних источников и покрыты внешней оболочкой. Скорость передачи данных – 10 000 Мбит/с, частота пропускания – до 600-700 МГц.
Витая пара
Локальная сеть простейшая и, поскольку создавалась достаточно стихийно, представляет собой следующее:
ЭВМ сама по себе не воспринимает информацию как люди. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме, то есть в двоичной системе - есть сигнал, нет сигнала. Вся другая информация для обработки на компьютере
должна быть преобразована в числовую форму. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся соответствующие изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.
Обработка информации в ЭВМ основана на обмене электрическими сигналами между различными устройствами машины. В компьютере, хранящем, либо обрабатывающем информацию, рассматриваемые символы 0 и 1 могут также обозначаться по-разному: один из них - наличием в рассматриваемом элементе электрического тока, либо магнитного поля, второй - отсутствием электрического тока, либо магнитного поля.
(Ученик передает по сети оценки, выставленные учителем за диктант, из другого кабинета физики, демонстрируя возможности локальной сети)
Оптоволоконный кабель отличается от других видов сетевой проводки тем, что передает световые, а не электрические импульсы; используется явление полного внутреннего отражения. Вся световая информация не выходит за пределы кабеля, при этом не требуется модуляция сигнала, как в случае радиоволн.
Оптоволоконный кабель
( Демонстрация действия оптоволоконного кабеля)
Видеоконференции
В связи с бурным развитием сетевых и коммуникационных технологий, возросшей производительностью компьютеров, и, соответственно, с необходимостью обрабатывать все возрастающее количество информации (как локальной, находящейся на одном компьютере, так и сетевой и межсетевой) возросла роль оборудования и программного обеспечения, что можно обозначить одним общим названием "person to person". Виртуальные средства обучения, удаленный доступ, дистанционное обучение и управление, а также средства проведения видеоконференций переживают период бурного расцвета и предназначены для облегчения и увеличения эффективности взаимодействия как человека с компьютером и данными, так и групп людей с компьютерами, объединенными в сеть.
Благодаря тому, что видеоконференции, предоставляют возможность общения в реальном режиме, а также использования разделяемых приложений, интерактивного обмена информацией, их начинают рассматривать не только как нечто экспериментальное, но и как частичное решение проблемы автоматизации деятельности и предприятия, и человека, дающее существенное преимущество по сравнению с традиционными решениями.
(Проводится демонстрация в реальном режиме общения в скайпе)
Учитель оценивает сделанные сообщения, разбирает ошибки, благодарит всех за работу.
III.Домашнее задание:
Найдите в средствах массовой информации рекламу мобильных телефонов, пейджеров, беспроводных трубок.
a) Какие характеристики для них указываются?
b) Что означают стандарты, в которых они работают?
c) Определите соответствующие им длины волн, к какому диапазону радиоволн они относятся?
Идеальное решение для малого, среднего и большого бизнеса: гостиниц, охраны, магазинов, ресторанов; для использования охранными предприятиями, строительными организациями, промышленными предприятиями.
Радиомикрофон представляет собой комплекс, в который входят приемное устройство и собственно радиомикрофон, в качестве которого используется маломощный передатчик. Микрофон преобразует механические колебания звуковой частоты в низкочастотный электрический сигнал, затем этот сигнал усил
