Випромінювання і прийом електромагнітних хвиль

Устаткування: 1) генератор УВЧ, 2) випрямляч ВУП-1, 3) прийомний диполь з лампочкою 1 В і 0,075 А, 4) дроти сполучні.

Для демонстрації випромінювання і прийому електромагнітних хвиль встановлюють на демонстраційному столі генератор УВЧ з трубками, що нагвинчують на його пересувну планку, що утворюють диполь завдовжки 100 см Приймальний диполь з лампочкою встановлюють на підставці на відстані 2— 3 м від генератора так, щоб обидва диполі були паралельні. Включивши генератор, настроюють приймальний диполь. Для цього змінюють його довжину за допомогою висунених стержнів. Точнішу настройку роблять регулюванням величини зв'язку випромінюючого диполя з контуром генератора. Для цього звільняють вертикальну планку з випромінюючим диполем і, пересуваючи її у вертикальному напрямку, закріплюють в такому положенні, при якому лампочка в приймальному диполі світиться найяскравіше.

Розташування приймального диполя паралельно випромінюючому є найвигіднішим. Щоб переконатися в цьому, повертають приймальний диполь у вертикальне положення, потім встановлюють його уздовж напряму поширення електромагнітних хвиль. І в тому і іншому положенні диполя лампочка його не горить. Лампочка горить найяскравіше, коли диполь розташований уздовж силових ліній електричного поля. При обході з диполем в руках навколо генератора диполь доводиться повертати. При найбільшій яскравості горіння лампочки напрям диполя вказує напрям силової лінії електричного поля. Ці досліди призводять до висновку, що випромінювання відбувається найінтенсивніше в площині, що проходить через середину випромінюючого диполя і перпендикулярною до нього. Крім того, вони допомагають зрозуміти структуру електромагнітного поля, зображену на малюнку 308.

Щоб визначити довжину електромагнітної хвилі, потрібно скористатися явищем віддзеркалення і інтерференції хвиль. Для цього поміщають металевий стержень завдовжки 110 см позаду генератора (рис. 309) і звертають увагу учнів, що це сильно впливає на яскравість горіння лампочки приймального диполя. Виявляється, що лампочка горить найяскравіше, коли відстань між стержнем і випромінюючим диполем дорівнює 0,5 м. В цьому випадку електромагнітні хвилі, проходячи через стержень, збуджують в нім електричні коливання і він сам стає випромінювачем (його називають пасивним вібратором). Дві системи хвиль, що йдуть до приймального диполя від випромінюючого і що відбиває пасивний вібратор, накладаються і посилюють один одного, оскільки різниця їх ходу дорівнює довжині хвилі (з урахуванням втрати півхвилі при віддзеркаленні). Таким чином, відстань, рівна 0,5.і, є чвертю довжини хвилі. Отже, довжина хвилі, що випромінюється генератором УВЧ, дорівнює 2 м. Поєднання випромінюючого і відбиваючого диполів є простою антеною спрямованої дії. Якщо такими відбивачами забезпечити одночасно і передаючий і приймальний диполі, то дальність передачі можна збільшити до 8-10 м.

При проведенні дослідів необхідно враховувати сильну дію на роботу установки різних металевих стержнів, балок, водопровідних і газових труб, що знаходяться в приміщенні, де проводять досліди, і розташованих паралельно диполям. Залежно від свого положення в результаті інтерференції вони або послаблюють напругу на лампочці, або підсилюють її.

Поиск по сайту: