Показати явище поляризації електромагнітних хвиль.

Складіть установку, як показано на рис. 29-13. Між антенами розміщують поляризаційні решітки так, щоб електромагнітні хвилі крізь них проходили. Потім одну із решіток повільно обертають і спостерігають послаблення прийому. При взаємно перпендикулярному розміщенні решіток прийом зовсім припиняється.

Прийміть одну з решіток і повторіть дослід. Зробіть висновок.

Отримання затухаючих електричних коливань.

Устаткування: 1) осцилограф електронний, 2) батарея конденсаторів на 8 мкф, 3) котушка на — 220В від універсального трансформатора, 4) реостат на 600 ом, 5) Б-24., 6) дроти з’єднувальні.

При проходженні теми «Електромагнітні коливання і хвилі» перед розглядом роботи генератора незгасаючих коливань необхідно детальніше ознайомить учнів із загасанням. В цьому випадку цілком доречне застосування електронного осцилографа.

Для отримання стійкої осцилограми затухаючих коливань необхідно створити періодичні короткочасні електричні імпульси, що заряджають конденсатор в коливальному контурі. Повне загасання коливань повинне відбуватися в паузах між імпульсами. Існують різні способи періодичного збудження затухаючих коливань. Нижче описаний один з них, що не вимагає виготовлення спеціальних приладів.

1. Для збудження коливального контура можна скористатися імпульсами, що отримуються при однопівперіодному випрямленні змінного струму. В цьому випадку пауза між імпульсами в 0,01 сік достатня для виникнення і повного загасання коливань в контурі.

Загальний вигляд установки для отримання осцилограми коливань, що затухають, і її схема представлені на рис. 290.

Установка складається з однонапівперіодного випрямляча, коливального контуру і електронного осцилографа. Імпульси змінного струму напругою 4 В, проходячи через напівпровідниковий діод, періодично заряджають конденсатор. У проміжку між імпульсами конденсатор розряджається через котушку і реостат. Розряд має коливальний характер і на екрані осцилографа спостерігається осцилограма затухаючих коливань.

Дослід краще провести в такій послідовності. Спочатку відключити конденсатор (поставити стержень конденсатора на нуль) і продемонструвати криву імпульсів при однонапівперіодному випрямленні, настроївши осцилограф так, щоб на осі ОХ помістилися два періоди. Тоді при включенні конденсатора можна буде спостерігати дві осцилограми коливання (рис. 291), що затухають. Далі потрібно зменшити частоту розгортки і тим самим збільшити масштаб так, щоб одна осцилограма коливань зайняла увесь екран.

Після цього показують зміну частоти коливань при зміні ємності конденсатора і індуктивності котушки. Змінюючи опір реостата, звертають увагу на те, що від цього не лише зменшується початкова амплітуда коливань, але і збільшується швидкість загасання (рис.294).

Завдання 3 Електричні коливання високої частоти

Устаткування: 1) детекторний радіоприймач демонстраційний, 2) генератор УВЧ, 3) випрямляч ВУП-1, 4) неонова лампочка, 5) дроти сполучні.

Для демонстрації подальшої еволюції в конструкції коливального контуру при переході до усе більш високих частот потрібно показати коливальний контур радіоприймача (рис. 297), звертаючи увагу учнів на конструкцію його котушки, конденсатора і порівнюючи їх з аналогічними частинами коливального класичного контура з підручника.

Потрібно вказати, що власну частоту цього контуру можна змінювати приблизно від 150 до 1500 кГц шляхом перемикання обмоток котушки і повороту ручки конденсатора змінної ємності. Це частоти, вживані в радіомовленні, а сам коливальний контур є частиною радіоприймача.

При переході до ще більших частот для коливального контуру може виявитися достатньою індуктивність одного витка, а роль конденсатора виконуватимуть електроди лампи. Таким є коливальний контур генератора ультрависокою частоти -УВЧ (рис. 298).

Генератор показують учням спочатку стороною, де розташовано два тріоди,. потім повертають іншою стороною і показують коливального контур. Він складається з дротяного витка, що сполучає аноди двох ламп, у котрих сітки сполучені між собою.

Таким чином, якщо розглядати анод і сітку кожної лампи (рис. 298) як конденсатор, то таких конденсаторів в контурі генератора два і сполучені вони послідовно (рис. 299).

Потім сполучають генератор з випрямлячем і включають шнур випрямляча в мережу. Коли розігріються катоди ламп, генератор починає діяти. Частота коливань, збуджених генератором, 1,5∙10⁸ гц. Зрозуміло, що при такій частоті ні гальванометр, ні гучномовець не зможуть безпосередньо служити індикаторами коливань. Щоб показати дію генератора, наближають до основи контурного витка балончик неонової лампочки і спостерігають, як вона спалахує. Пересуваючи лампочку уздовж контуру, показують, що вона найяскравіше світиться поблизу лампових панелей і біля балонів ламп, де амплітуда напруженості змінного електричного поля високої частоти найбільша.

Розглянемо дію генератора. Для цього уявімо собі, що після включення джерела струму через дві паралельні гілки, тобто через дві лампи, тече постійний струм. Потім внаслідок якої-небудь незначної причини в контурі генератора виникли слабкі коливання і сітка лівої лампи отримала негативний заряд (рис. 298, схема).

Тоді в лівій гілці контура при послабленні струму виникає э. д. с. самоіндукції, що підтримує струм, через що анод лівої лампи заряджатиметься позитивно, що у свою чергу ще більше збільшить негативний заряд сітки, і ліва лампа виявиться замкнутою.

Навпаки, позитивний заряд сітки правої лампи підсилить анодний струм в правій гілці контура.

У наступний момент, коли потенціали сіток почнуть вирівнюватися, послаблення струму в правій гілці контура викличе появу е. р. с. індукції, яка почне збільшувати позитивний заряд анода правої лампи, а заряд сітки стане негативним. Тепер закривається права лампа, а через ліву тече анодний струм максимальної величини.

Завдяки періодичним імпульсам анодного струму аноди ламп кожного разу заряджаються до одного і того ж потенціалу, внаслідок чого коливання не затухають.

Високочастотні коливання в контурі генератора могли б послужити причиною виникнення вимушених коливань в інших частинах схеми. Це викликало б великі втрати енергії контура. Щоб цього не сталося, коливальний контур відокремлений від інших частин генератора дроселями, що спричиняють значний реактивний опір струму високої частоти, але вільно пропускають постійний струм.

Проводячи досліди з генератором УВЧ, не слід забувати, що діючий генератор є джерелом радіоперешкод. Тому включати генератор потрібно на короткий час і після зникнення потреби негайно вимикати.