Урок "Принцип радиотелефонной связи"

Тема урока: Принцип радиотелефонной связи.

Цели урока:

Образовательная :

Развивающая:

Воспитательная:

Методы и формы :

Оборудование: Презентация.

Ход урока:

1. Активизация опорных знаний:

2. Изучение нового материала:

Слайд 2

Мне хотелось бы начать со слов Александра Степановича Попова: «Счастлив, я, что не за рубежом, а в России создано новое средство связи»

Слайд 3.

Попов Александр Степанович [4(16).3.1859, поселок Турьинские Рудники, ныне Краснотурьинск Свердловской области, - 31.12.1905(13.1.1906), Петербург], русский физик и электротехник, изобретатель электрической связи без проводов (радиосвязи, радио). В 1882 окончил физико-математический факультет Петербургского университета и был оставлен в нём для подготовки к научной деятельности. Преподаватель физики и электротехники Минного офицерского класса (1883-1901) и Технического училища Морского ведомства в Кронштадте (1890-1900); профессор физики (с 1901) и директор (с 1905) Петербургского электротехнического института. Почётный инженер-электрик (1900) и почётный член Русского технического общества (1901).

Слайд 4.

   Когда в 1887 г. своими экспериментами немецкий физик Г.Р. Герц (1857 - 1894) доказал справедливость гипотезы Дж.К. Максвелла (1831 - 1879) о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света (называемых теперь радиоволнами), многие изобретатели в разных странах занялись вопросом использования этих волн для беспроволочной передачи сигналов.

Немалый вклад внесли в это французский физик Э. Бранли (1844 - 1940), а также английский ученый О. Дж. Лодж (1851 - 1940). 
   В 1890 г. появилось сообщение французского физика Эдуарда Бранли о наблюдённом им воздействии электрического разряда на проводимость металлических порошков (железа, алюминия, сурьмы, кадмия, цинка, висмута и т. д.)

Бранли явилось создал радиокондуктора — прибора для регистрации электромагнитных волн. Позднее этот прибор получил название когерер(1890). Радиокондуктор или «трубка Бранли», представлял собой стеклянную трубку, наполненную металлическими опилками которые могли резко и намного, в несколько сот раз, менять свою проводимость (сопротивление) под воздействием радиосигнала. Для приведения «трубки Бранли» в первоначальное состояние для детектирования новой волны её нужно было встряхнуть, чтобы нарушить контакт между опилками. Этот прибор был использован для радиоприёмника Лоджем, за ним — Поповым и Маркони. Бранли же первым ввёл термин «радио».

  Слайд 5

В 14 августа 1894 г. на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки в Оксфордском университете Лодж и Александр Мирхед произвели первую успешную демонстрацию радиотелеграфии. В ходе демонстрации радиосигнал азбуки Морзе был отправлен из лаборатории в соседнем Кларендоновском корпусе и принят аппаратом на расстоянии 40 м — в театре Музея естественной истории, где проходила лекция. Изобретённый Лоджем радиоприёмник — «Прибор для регистрации приёма электромагнитных волн» — содержал кондуктор — (когерер), источник тока, реле и гальванометр. Когерер представлял собой стеклянную трубку, набитую металлическими опилками («трубка Бранли»), которые для восстановления чувствительности к «волнам Герца» следовало периодически встряхивать; для этой цели использовался электрический звонок или механизм с молоточком-зацепом (собственно, этой комбинации трубки с «прерывателем»-трамблёром Лодж и дал название «когерер»). Однако дальнейших исследований в области практического применения своих наработок Лодж не повёл, и в результате уступил честь изобретения радио А. С. Попову и Г. Маркони, которые усовершенствовали его прибор.

По мнению профессора Блонделя (1898), «факты выявляют капитальную роль, которую сыграли в разработке телеграфии без проводов Лодж и Герц… Лодж имел мысль соединить их „трубки Бранли“ с резонатором Герца для записи сигналов на малых расстояниях с помощью реле и регистратора. Это ему в действительности принадлежит первая идея телеграфии без проводов».

Слайд 6

Сообщение Лоджа произвело на Попова огромное впечатление. Его сотрудник П. Н. Рыбкин писал по этому поводу: Я до сих пор помню, с каким волнением показывал А. С. мне номер журнала , в котором была помещена статья Лоджа, где он описывал свои знаменитые опыты по применению открытия Бранли к устройству когерера для обнаруживания при помощи его электрических колебаний.

К весне 1895 г. первый в мире приёмник электрических колебаний был создан. 25 апреля (7 мая) 1895 г. на 151-м (201-м) заседании Физического отделения Русского физико-химического общества А. С. Попов сделал доклад "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Содержание доклада, дополненное протоколами испытаний по регистрации атмосферных разрядов, произведённых Г. А. Лобачевским с прибором Попова в Лесном институте летом 1895 г., составило предмет статьи Попова "Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний А, С. Попова", представленный в декабре 1895 г. в журнале Русского физико-химического общества и появившийся в первом номере этого журнала за 1896 г.

Слайд 7

Приёмник Попова описан им в этой статье следующим образом: 

   Трубка с опилками подвешена горизонтально между зажимами М и N на лёгкой часовой пружине, которая для большей эластичности согнута со стороны одного зажима зигзагом. Над трубкой расположен звонок так, чтобы при своём действии он мог давать лёгкие удары молоточком посередине трубки, защищённой от разбивания резиновым кольцом. Удобнее всего трубку и звонок укрепить на общей вертикальной дощечке. Реле может быть помещено как угодно. 



   Действует прибор следующим образом. Ток батареи 4-5 в постоянно циркулирует от зажима Р к платиновой пластинке А, далее через порошок, содержащийся в трубке, к другой пластинке В и по обмотке электромагнита реле обратно к батарее. Сила этого тока недостаточна для притягивания якоря реле, но если трубка AВ подвергается действию электрического колебания, то сопротивление мгновенно уменьшится и ток увеличится настолько, что якорь реле притянется. В этот момент цепь, идущая от батареи к звонку, прерванная в точке С, замкнётся и звонок начнёт действовать, но тотчас же сотрясённая трубка опять уменьшит её проводимость, и реле разомкнёт цепь звонка.

   

Слайд 8

Главное отличие приёмника Попова от приёмника Лоджа состояло в следующем.

Попов ввёл в схему автоматическую обратную связь: от радиосигнала срабатывало реле, которое включало звонок, и одновременно срабатывал ударник, ударявший по стеклянной трубке с опилками. В своих опытах Попов использовал заземлённую мачтовую антенну, изобретенную в 1893 году Тесло.
Во время опытов в 1895 Попов обнаружил, что его приёмник реагирует также и на грозовые разряды. Поэтому Александр Степанович построил специальный прибор, записывающий на движущуюся бумажную ленту сигналы, вызванные электромагнитным излучением гроз. Этот прибор, названный впоследствии грозоотметчиком, в 1895-96 использовался им для изучения характера атмосферных помех. Приёмник Попова и грозоотметчик Попова  хранятся в Центральном музее связи в Ленинграде. 

Слайд 9

12 (24) марта 1896 г. А. С. Попов продемонстрировал первую в мире радиопередачу и приём осмысленного текста из одного здания в другое на расстояние около 250 м. Из химической аудитории Петербургского университета в физическую, где происходило заседание Физического отделения физико-химического общества, была передана радиограмма: "Генрих Герц"

   В 1895-96 Александр Степанович Попов занимался усовершенствованием созданных им приборов, выступал с докладами и показом их работы. Весной 1897 в опытах в Кронштадтской гавани Попов достиг дальности радиосвязи 600 м, а летом 1897 при испытании на кораблях - 5 км. В это время он обнаружил, что металлические корабли влияют на распространение ЭВ и предложил способ определения направления на работающий передатчик. Во время опытов в 1897 А.С. Попов пользовался ЭВ, лежащими на границе дециметрового и метрового диапазонов. 

Слайд 10

Гульельмо Маркони.

Между тем летом 1896г. в печати появились (без сообщения каких-либо технических подробностей) сведения о том, что итальянец Маркони открыл способ "беспроволочного телеграфирования". Г. Маркони (1874 -1937) не имел специального образования, но обладал энергичной коммерческой и технической предприимчивостью. Тщательно изучив все, что было опубликовано по вопросу о передаче излучений без проводов, он сам сконструировал соответствующие приборы и отправился в Англию, где ставит ряд показательных успешных опытов по передаче сигнала без проводов на большие расстояния и подаёт заявку на патент.

2 июля 1897 получил патент.

Первая радиограмма была передана в июне 1898 г. В 1899 г. Маркони осуществил передачу через Ла-Манш, а в 1901 г. - через Атлантику

Маркони очень быстро понимает все перспективы, которые открываются благодаря его изобретению.

Добившись получения патента на изобретение в 1897 году, всего через две недели он организовывает акционерное общество «Маркони и К», приглашая к себе на работу учёных и инженеров.

Попов, узнав о результатах Маркони, заявляет, что его прибор аналогичен прибору итальянца, и настаивает на том, что приоритет открытия принадлежит ему.

В 1909 году Гульельмо Маркони был удостоен Нобелевской премии в области физики «за вклад в развитие беспроволочной телеграфии».

Слайд 11

Начиная с 1897 года Александр Попов активно занимается опытами по передаче сигналов без проводов. Его приборы поддерживают связь между кораблями Балтийского флота и берегом. Вместе с французским предпринимателем Эженом Дюкрете налаживается выпуск первой радиоаппаратуры приёма и передачи сигналов «Попов-Дюкрете».

Значение работ Попова становится понятно «в верхах». «По высочайшему соизволению» в 1900 году ему было выдано крупное денежное вознаграждение в 33 тыс. руб. «за работы по внедрению радиосвязи на кораблях флота». Попов становится техническим руководителем радиовооружения Военно-морского флота России.

В том же 1900 году Попов налаживает 47-километровую радиолинию от острова Гогланд, где сел на мель броненосец «Генерал-адмирал Апраксин», до финского города Котка, где находится штаб аварийных работ. Среди переданных в течение работы линии радиограмм был и приказ ледоколу «Ермак», находившемуся у места аварии, выйти в море для спасения унесённых на льдине рыбаков. Именно 27 рыбаков, вырученных из беды «Ермаком», стали первыми людьми, спасёнными при помощи радио.

Слайд 12.

7 мая было с 1945 г. объявлено Днём Радио; в 1995 г. ЮНЕСКО провело в этот день торжественное заседание, посвящённое столетию изобретения радио. Совет директоров Института инженеров электротехники и электроники (IEEE) отметил демонстрацию А. С. Попова как веху в электротехнике и радиоэлектронике. Статья в разделе «История» на официальном сайте IEEE утверждает, что А. С. Попов действительно был первым, но был вынужден подписать соглашение о неразглашении, связанное с преподаванием в Морской инженерной школе.