Сборка и настройка простейшего радиоприемника

Теория. Радиоприемником называют устройство, позволяющее принимать высокочастотные модулированные колебания. Сущность радиоприема заключается в следующем. Радиоволны, излучаемые передающими радиостанциями, инду­цируют в антенне приемника высокочастотные токи, которые по­ступают в колебательный контур. Колебательный контур выделяет колебания лишь той радиостанции, частота которой совпадает с частотой колебаний приемного колебательного контура. При этом наступает электрический резонанс — сопротивление контура умень­шается, а принятый электрический сигнал усиливается. Настройка в резонанс достигается обычно изменением емкости приемного ко­лебательного контура конденсатором переменной емкости. Модули­рованные колебания, принятые колебательным контуром приемни­ка с помощью детектора, преобразуются в пульсирующий ток одно­го направления, амплитуды которого изменяется со звуковой час­тотой.

Если к головным наушникам (телефону) или Динамику парал­лельно присоединить блокировочный конденсатор, то пульсирующий ток высокой частоты пойдет через конденсатор, а ток низкой (зву­ковой) частоты — через катушку телефона; его мембрана придет в колебательное движение со звуковой частотой передающей станции.

Простейший из радиоприемников не требует для работы элек­трической энергии: он работает только за счет энергии принятого сигнала, поэтому позволяет принять и прослушать ближайшие мощные радиостанции определенного диапазона частот.

Оборудование. 1. Катушка контурная. 2. Конденсатор перемен­ной емкости. 3. Диод полупроводниковый Д2. 4. Телефон голов­ной Т. 5. Конденсатор постоянной емкости с 1000 пФ. 6. Провода и планки соединительные. 7. Провода для ан­тенны А и заземления 3. 8. Монтажная дос­ка, контакты для телефона, винты, шайбы.

П орядок выполнения работы.

Рис 38

1.. Пользуясь принципиальной схемой, изображенной на рис. 1. собрать радио­приемник и показать преподавателю.

2. Медленно вращая ручку конденсатора переменной емкости, настроить колебательный контур в резонанс с частотой принимаемой радиостанции и послушать ее передачу.

3. Продемонстрировать работу приемника преподавателю.

4. Разобрать приемник.

Контрольные вопросы.

1. Каково назначение антенны и заземления?

2. Какова роль детектора?

3. Какова физическая сущность электрического резонанса?

4. Объясните принцип действия собранного вами приемника.

5. Каково соотношение между длиной, частотой и скоростью распространения радиоволны?

6. Что вам известно о развитии радиосвязи в России?

Лабораторная работа №_16__________________ Зачтено___________________________ определение показателя преломления стекла.

Теория. Свет при переходе из одной среды в другую меняет свое направление, т. е. преломляется. Преломление объясняется изме­нением скорости распространения света при переходе из одной сре­ды в другую и подчиняется следующим законам:

1. Падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным через точку падения луча к грани­це раздела двух сред.

2. Отношение синуса угла падения ε к синусу угла преломления έ — величина постоянная для данных двух сред и называется коэф­фициентом преломления п второй среды относительно первой: п= sin ε/sinέ.

Оборудование. 1. Стеклянная пластинка с двумя параллельны­ми гранями. 2. Булавки с пластмассовой головкой (3 шт.). 3. Транспортир. 4. Подъемный столик. 5. Таблица тригонометрических функ­ций.

Порядок выполнения работы.

1. На подъемный столик положить развернутую тетрадь для ла­бораторных работ. На лист тетради плашмя положить стеклянную пластинку и карандашом обвести ее контуры.

2. С другой стороны стекла наколоть возможно дальше друг от друга две булавки так, чтобы прямая, проходящая через них, не была перпендикулярна одной из параллельных граней пластинки.

3. Т ретью булавку распо­ложить по грани с другой стороны стекла (рис. 41, а) и вколоть ее так, чтобы, смотря вдоль всех булавок через стекло, видеть их рас­положенными на одной пря­мой.

4. Стекло, булавки снять, места наколов отметить точками 1,2,3 (рис. 41,6). Через точки 1 и 2, 2 и 3 провести прямые до пересечения с контурами стекла. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе А В сред воздух — стекло.

Рис. 41

5. Отметить угол падения ε и угол преломления έ, транспор­тиром измерить эти углы и по таблице значений синусов опреде­лить синусы измеренных углов.

Таблица 1

Номер опыта	Угол падения светового луча ε. град	Угол преломления έ град	Коэффициент преломления п	Среднее значение коэф­фициента преломления лср	Абсолютная погрешность Δn=[nср – n ]	Среднее значение абсолютной погрешности Δnср	Относительная погрешность δ= Δnср /nср *100%

6. Опыт повторить 2—3 раза, меняя каждый раз угол ε.

7. Вычислить коэффициент преломления, найти среднее значе­ние его.

8. Определить погрешность измерения методом среднего арифметического.

9. Результаты измерений, вычислений записать в табл. 1.

Контрольные вопросы.

1. В чем сущность явления преломления света и какова причи­на этого явления?

2. В каких случаях свет на границе раздела двух прозрачных сред не преломляется?

3. Что называется коэффициентом преломления и в чем разли­чие абсолютного и относительного коэффициентов преломления?

4. Докажите, что показатель преломления второй среды отно­сительно первой n_2,1=п₂/п₁, где п₁ и n₂ — соответственно абсолют­ные показатели первой и второй рассматриваемых сред.

5. Покажите на чертеже ход луча из стекла в воду.

6. Что можно сказать о длине и частоте светового луча при переходе его из воздуха в алмаз?

Лабораторная работа №__17_______________________ Зачтено________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

Теория. Параллельный пучок света, проходя через дифракцион­ную решетку, вследствие дифракции за решеткой, распространяет­ся по всевозможным направлениям и интерферирует. На экране, установленном на пути интерферирующего света, можно наблюдать интерференционную картину. Максимумы света наблюдаются в точках экрана, для которых выполняется условие Δ=nλ (1)

где Δ — разность хода волн; λ,— длина световой волны; п — номер максимума. Центральный максимум называют нулевым; для него Δ=0. Слева и справа от него располагаются максимумы высших порядков.

Условие возникновения максимума (1) можно записать иначе: nλ=dsinφ) (рис. 43). Здесь d — период дифракционной решетки; (φ — угол, под которым виден световой максимум (угол дифрак­ции). Так как углы дифракции, как правило, малы, то для них мож­но принять sin φ=tg φ, a tg φ=а/b (рис. 43). Поэтому nλ=da/b (2) В данной работе формулу (2) используют для вычисления дли­ны световой волны.

Анализ формулы (1) показывает, что положение световых мак­симумов зависит от длины волны монохроматического света: чем больше длина волны, тем дальше максимум от нулевого.

Белый свет по составу — сложный. Нулевой максимум для не­го— белая полоса, а максимумы высших порядков представляют собой набор семи цветных полос, совокупность которых называют спектром соответственно I; II,... порядка .Получить дифракционный спектр можно, используя прибор для определения длины световой волны (рис.45), Прибор состоит из бруска 1 со шкалой. Внизу бруска укреплен стержень 2. Его встав­ляют в отверстие подставки от подъемного столика. Брусок за­крепляют под разными углами с помощью винта 3*. Вдоль бруска в боковых пазах его может перемещаться ползунок 4 с экраном 5.

Рис. 45 Рис. 46 Рис.43

К концу бруска прикреплена рамка 6, в которую вставляют ди­фракционную решетку.

Оборудование. 1. Прибор для определения длины световой вол­ны. 2. Подставка для прибора. 3. Дифракционная решетка. 4. Лам­па с прямой нитью накала в патроне со шнуром и вилкой (общая для всех учащихся).

Порядок выполнения работы.

1. Собрать установку, изображенную на рис. 45.

2. Установить на демонстрационном столе лампу и включить ее.

3. Смотря через дифракционную решетку, направить прибор на лампу так, чтобы через окно экрана прибора была видна нить лампы.

4. Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решетки и получить на нем четкое изображение спектров I и II порядков.

5. Измерить по шкале бруска установки расстояние «b» от эк­ рана прибора до дифракционной решетки.

6. Определить расстояние от нулевого деления (0) шкалы экра­на до середины фиолетовой полосы как слева «а_л», так и справа<<а_п» для спектров I порядка (рис. 46) и вычислить среднее значе­ние a _Ср.

7. Опыт повторить со спектром II порядка.

8. Такие же измерения выполнить и для красных полос ди­фракционного спектра.

9. Вычислить по формуле (1) длину волны фиолетового света для спектров I и II порядков, длину волны красного света I и II порядков.

10. Результаты измерений и вычислений записать в табл.

№ опыта	Период дифракцион.решетки d,мм.	Порядок спектра n	Расстояние от решетки до экрана b,мм.	Фиолетовый свет			Красный свет			Длина световой волны
				Слева ал,мм.	Справа апр,мм.	Среднее аср,мм.	Слева ал,мм.	Справа апр,мм.	Среднее аср,мм.	Красное излучение λ мм.	Фиолетовое излучение λ мм.

Контрольные вопросы. Почему нулевой максимум дифракционного спектра белого света - белая полоса, а максимум высших порядков — набор цвет­ных полос? Почему максимумы располагаются как слева, так и справа от нулевого максимума? Какой вид имеет интерференционная картина в случае моно­хроматического света?

Лабораторная работа №_18________________________________ Зачтено______________________

НАБЛЮДЕНИЕ СПЕКТРОВ ИСПУСКАНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ

Теория. Если излучение источника света направить на стеклян­ную призму, на пути прошедших через призму лучей поставить эк­ран, то на экране можно наблюдать набор цветных полос — спектр.

Причина наблюдаемого явления состоит в том, что излучения различных частот имеют одинаковую скорость с в вакууме, а в дру­гой среде (например, в стекле) их скорость неодинакова и зависит

Рис. 1.

от частоты колебаний. Так как коэффициент преломления п (п= = с/v) зависит от скорости распространения световых волн, то лу­чи разных частот преломляются по-разному. Наблюдать спектр можно с помощью спектроскопа прямого зре­ния (рис. 1, а). Прибор состоит из трубы 1 (рис. 1, б), сложной призмы 2, собирающей линзы 3, закрепленной винтом 4, постоян­ной щели 5, окуляра 6. В работе используется прибор для зажигания спектральных тру­бок (рис. 2). Он состоит из корпуса 1, кожуха 2 и откидной план­ки 3. Планка имеет щель для наблюдения спектров светящихся газов с помощью спектроскопа. Прибор работает от источ­ника постоянного тока с напряжением 8—10 В. Напряжение на электродах трубки 1,5 кВ, поэтому при работе с при­бором следует соблюдать правила элек­тробезопасности.

О борудование. 1. Спектроскоп прямо­го зрения (или двухтрубный спектро­скоп). 2. Общие для всех электрическая лампочка, реостат, ключ, источник элек­трической энергии, асбестовые фитили на железной проволоке, штатив для закреп­ления фитилей, люминесцентная лампа, спектральные трубки, прибор для зажигания спектральных трубок (ПЗСТ), растворы веществ (медного купороса, раствора NCl, марганцево-кислого калия и др.), цветные стекла. 3. Цветные карандаши.

Порядок выполнения работы.