Файл: Fizika - V. F. Dmitriyeva.pdf

електромагнітні хвилі різних частот по-різному поширюються в атмосфері 

і по-різному взаємодіють з речовиною. 

На відстані від радіопередавача розміщений радіоприймач. Електро-

магнітні хвилі надходять в антену радіоприймача

 5

 і в контурі

 5-6

 спри-

чинюють електромагнітні коливання. Прийняті коливання власної частоти 
потім надходять у підсилювач 7, а далі - в детектор

 8.

 Потім низькочастотні 

коливання підсилюються в підсилювачі

 9

 і подаються на динамік. Інформа-

ція, яка надійшла в мікрофон, відтворюється динаміком. Для радіомовлення 
використовують усі діапазони радіохвиль. 

§ 179. Застосування електромагнітних хвиль 

Телебачення 

Сучасне суспільство не можна уявити без телебачення. Воно 

міцно ввійшло в наш побут, медицину, астрономію, системи автоматизо-
ваного керування та інші галузі діяльності людини. 

Схема телебачення в основному збігається із схемою радіомовлення. 

Відмінність у тому, що в передавачі коливання модулюються не тільки 

звуковими сигналами, а й сигналами зображення. Зображення предметів 

перетворюються в електричні сигнали за допомогою електронно-
променевих трубок, які називають

 іконоскопами.

 Електричні коливання 

від іконоскопа надходять до радіопередавача і модулюють випромінюва-
ну ним радіохвилю подібно до того, як змінний струм у колі мікрофона 
модулює радіохвилю при передаванні звуку. 

У приймачі вакуумна електронно-променева трубка -

 кінескоп

 - одер-

жаний сигнал перетворює у видиме зображення. Електронний пучок у 
приймачі рухається по екрану точно синхронно з рухом електронного 

пучка в передавачі. Телевізійні сигнали передаються в діапазоні ультра-

коротких хвиль (УКХ). Ці сигнали приймаються в межах прямої видимості. 

Московська Останкінська телебашта заввишки 540 м забезпечує надійне 
приймання телепередач на відстань до 130 км. Щоб передавати телепередачі 
на великі відстані, застосовують ретранслятори. За допомогою супутників 

зв'язку можна приймати і передавати телепрограми практично з будь-якої 

гочки земної кулі. 

Радіолокація 

Радіолокація - це виявлення різних предметів і вимірювання 

відстані до них за допомогою радіохвиль.

 В основі радіолокації лежить 

явище відбивання УКХ від предметів. 

445 

Радіолокатор (радар)

 - це радіопередавач і ра-

діоприймач, які мають спільну антену, що має пе-
ремикач з приймання на передавання. Ця антена 

створює гостронагірямлене випромінювання - радіо-
промінь - короткими імпульсами тривалістю 10~ с. 
Між двома послідовними імпульсами антена автома-
тично перемикається на приймання електромагнітної 
хвилі, відбитої від досліджуваного об'єкта. 

У момент посилання радіосигналу датчик часу по-

чинає зміщувати електронний промінь. Радіосигнал 

надходить в антену, випромінюється у простір і одночасно створює на екрані 
електронно-променевої трубки відхилення електронного променя вздовж вер-
тикалі, що зображено в лівій частині рис. 19.14 над нульовою поділкою шкали. 

Радіосигнал, відбитий від предмета, приймає та сама антена, потім він 

проходить через приймач і на екрані електронно-променевої трубки дає 
вертикальне відхилення променя на деякій відстані від першого відхи-
лення (рис. 19.14). 

Знаючи час руху променя по горизонталі, відстань між вертикальними 

відхиленнями можна проградуювати в кілометрах. 

Напрям, в якому перебуває виявлений об'єкт, визначається положен-

ням антени радіолокатора, при якому на екрані електронно-променевої 
трубки з'являється відбитий радіосигнал. 

Радіолокацію і її методи широко застосовують як для воєнних, так і 

для мирних цілей. За її допомогою розв'язують завдання повітряної і 
морської навігації, визначено віддаль до Місяця і планет, спостерігають 
за метеоритами. Область застосування радіолокації дедалі розширюється 

Радіоастрономія 

На відміну від радіолокації, яка досліджує тіла за допомогою 

відбитих ними радіохвиль,

 радіоастрономія досліджує небесні тіла за їх 

власним радіовипромінюванням.

 Радіоастрономічні спостереження здійс-

нюють радіотелескопами, пристроями, що складаються з антенної систе-
ми і чутливого радіоприймача з підсилювачем. Найбільший телескоп 
у світі - РАТАН-600 (діаметр 600 м). 

Джерела випромінювання в радіоастрономії - галактики, міжзоряне 

галактичне середовище, зорі, Сонце, планети, Місяць тощо. 

Радіовипромінювання зір - це електромагнітне випромінювання їх у діа-

пазоні радіохвиль.

 Радіовипромінювання в основному відбувається від ней-

трального водню на довжині хвилі 0,21 м, а також від іонізованого гарячого 
водню світлих туманностей. Крім того, галактики є джерелами нетеплового 

446 

радіовипромінювання, причиною якою є гальмування електронів магнітним 
полем галактик. Таке випромінювання називають

 синхротронним. 

У 1.963 р, радіоастрономи відкрили нові зіркоподібні об'єкти - квазари 

(від лат. - зіркоподібне радіоджерело). Є кілька гіпотез походження ква-
зарів. Вважають, що квазари - це великі куски матерії, викинуті з ядра 

Галактики під час вибуху, що стався в ньому. У спектрах цих об'єктів 
переважають лінії іонізованих елементів, що свідчать про триваючі вибу-
хові процеси, які генерують потужне радіовипромінювання. 

У 1967 р. було відкрито нові космічні джерела електромагнітного імпуль-

сного випромінювання -

 нейтронні зорі - пульсари,,

 У процесі обертання і 

одночасної пульсації такої зорі виникає випромінювання, яке повільно 
змінюється, що, очевидно, пов'язано із сповільненням обертання нейт-
ронної зорі, Радіохвилі випромінюються пульсарами у вигляді окремих 

імпульсів з періодичністю, точність якої порівнянна з точністю кварцових 
і атомних еталонів часу. З відомих тепер пульсарів один знаходиться в 
Крабонодібній туманності, його період

 0

,033 с. 

Сучасні дослідження дали можливість не тільки виявити тисячі косміч-

них радіо/джерел (Сонце, нейтронні зорі, квазари і т. д,), а й дослідити їх 

спектри. Було відкрито спектральні лінії багатьох хімічних елементів не-
органічних і органічних молекул, що дало можливість підняти завісу над 

процесами утворення зір і планетних систем. Відкриття фонового

 релік-

тового)

 випромінювання було підтвердженням моделі "гарячого" Всесвіту, 

Ці дослідження тривають. 

Короткі висновки 

* Електричне і магнітне поля - прояви єдиного цілого - електромагнітного 

поля. Електромагнітне поле - особлива форма матерії. Воно існує реально, 

тобто незалежно від нас, від наших знань про нього. Невід'ємною ха-
рактеристикою матерії є енергія. Енергія електромагнітного поля дорівнює 
сумі енергій електричного і магнітного полів: 

2 2цн

0 

Густина енергії електромагнітного поля дорівнює 

єє

0

£

2

 В

2 

со =  — + -

2 цц

0 

Електромагнітні хвилі - це змінне електромагнітне поле, яке поширюється 

в просторі. Електромагнітні хвилі поперечні. Швидкість поширення 
електромагнітних хвиль - величина скінченна, вона визначається елек-

тричними і магнітними властивостями середовища: 

447 

^ 1__ 

л/

є

оМо

є

М 

У вакуумі швидкість електромагнітної хвилі дорівнює швидкості світла 

(3-Ю

8

  м / с ) . 

Електромагнітні хвилі випромінюються в процесі швидких коливань 
електричних зарядів

 V.

 Уперше електромагнітні хвилі добув Герц. 

Ідея практичного використання електромагнітних хвиль для переда-
вання інформації належить О. С. Попову - винахіднику радіо. 

Сучасні дослідження дали можливість виявити велику кількість косміч-
них радіоджерел. Інформація, добута від них, дає можливість для по-
будови гіпотез процесів утворення зір і планетних систем. 

Запитання для самоконтролю і

 повторення 

1. Чому дорівнює густина енергії електромагнітного поля? 2. Що являє 

собою електромагнітна хвиля? 3. Від чого залежить швидкість поши-
рення електромагнітної хвилі? 4. Що називають довжиною електромаг-
нітної хвилі? 5. Що таке відкритий коливальний контур? 6. На які види 
поділяють електромагнітні хвилі? 7. Як генерують і приймають елект-
ромагнітні хвилі? 8. З яких основних частин складаються і як працю-
ють передавач і приймач радіохвиль? 9. Як здійснюється телевізійна 
передача? 10. У чому полягає принцип радіолокації? Де її застосову-
ють? 11. Що ви знаєте про радіоастрономію? 12. Розкажіть про радіо-
випромінювання зір. 

Р О З Д І Л 5 

О П Т И К А 

Оптика - розділ фізики, в якому розглянуго закономірності 

випромінювання, поглинання і поширення світла. Оптичне випроміню-
вання - це електромагнітні хвилі, тому оптика є частиною загального 
вчення про електромагнітне поле. За традицією оптику поділяють на гео-
метричну і фізичну. 

Геометрична оптика не розглядає питань природи світла, її основними 

законами є прямолінійне поширення світла, відбивання і заломлення його. 

11 а основі законів геометричної оптики розраховують і конструюють оп-

тичні прилади від лінз до окулярів і складних об'єктивів для величезних 

астрономічних інструментів. Фізична оптика вивчає проблеми, пов'язані 
з природою світла та світлових явищ. 

Природа світла - двоїста. З одного боку, світло є електромагнітною 

хвилею, з другого - це потік частинок - фотонів. Дуалізм світла, зокрема, 
характеризується формулою Планка є =

 НУ

 , оскільки енергія фотона є кван-

товою характеристикою, а частота коливань - хвильовою. Гіпотеза Планка 

про дискретність випромінювання поклала початок квантовій фізиці. 

Глава 20 

ПРИРОДА СВІТЛА 

§ 180. Коротка історія 

розвитку уявлень про природу світла 

Уявлення про дію світла як про деякий об'єктивний процес 

уперше виникло в античний період. Термін "світло", який застосовували 

для позначення цього процесу, що діяв на око і спричинював зорові від-

чуття, пізніше дістав ширший зміст.

 Оптика

 (від грец. "оптикас" - зоро-

вий), як спочатку називали вчення про видиме світло, надалі стала вчен-
ням про короткі електромагнітні хвилі взагалі. Предметом оптики було не 

тільки вивчення хвиль, які спричинювали в органах зору людини відчуття 
світла, а й довших і коротших хвиль. 

Оптика, яка розвивалась у зв'язку із запитами матеріального життя су-

спільства, до XVIII ст. досягла великих успіхів, особливо в галузі астро-

номії. Що ж до поглядів на природу світла, то вони з часом змінювались. 

І

 5

 Фізика 

449