Энергия электромагнитных волн

W = W_{ЭЛ. П} + W_{М. П} ,

ε ε₀ E ² B ²

W = ——— + ——— W ~ ω ⁴,

2. 2 μ₀ μ

мощность P ~ v ⁴

W_{ЭЛ. П} ~ Е ², Е ~ ω ²,

W_{М. П} ~ В ², В ~ ω ².

Плотность потока электромагнитного излучения

∆ W ∆ W 1 ω ⁴

I = ——— = ———— ∙ ——, I ~ ——.

S ∆ t 4 π ∆ t R ² R ²

Плотность потока излучения от точечного источника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния (R²) до источника и пропорциональна четвертой степени частоты (ω ⁴).

ש c ∆ t S

I = ———— = ש c,

S ∆ t

где ש – плотность электромагнитной энергии.

Плотность потока излучения равна произведению плотности электромагнитной энергии на скорость ее расстояния.

Применение электромагнитных волн

7 мая 1895 г. – преподаватель офицерских куров в Кронштадте Александр Степанович Попов на заседании физического отделения Русского физико-химического общества продемонстрировал в действии изобретенный им прибор, позволяющий регистрировать электромагнитные волны, возникающие при грозовых разрядах. Этот прибор (названный Поповы грозоотметчиком) явился первым в мире радиоприемником.

24 марта 1896 г. – Попов осуществил передачу и прием первой в мире радиограммы на расстояние 250 м.

1899 г. – была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона.

Начало 1900 г. – Попов и его помощник Рыбкин использовали радиосвязь при проведении работ по снятию с мели броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» в Финском заливе. При этом передача радиограмм осуществлялась на расстоянии 50 км. Это первый в мировой практике пример использования радио для спасения жизни людей.

1901 г. – радиосвязь осуществлялась на расстоянии 150 км.

Принцип радиосвязи

Амплитудная модуляция – процесс изменения амплитуды высокочастотных незатухающих электромагнитных колебаний с помощью колебаний звуковой частоты.

i₁ Для осуществления радиотелефонной

связи необходимо использовать высоко-

частотные колебания, интенсивно излу-

чаемые антенной, которые вырабатывает

t генератор.

Колебания напряжения звуковой час-

тоты, соответствующие звуковым коле-

баниям, воспринимаемым микрофоном.

U_зв

Изменение высокочастотных колеба-

t ний с помощью электрических колеба-

ний низкой (звуковой) частоты. Полу-

i₂ чают модулированные по амплитуде

колебания. Без модуляции мы в луч-

шем случае можем контролировать,

работает станция или нет, и только.

Без модуляции нет ни телеграфной,

ни телефонной, ни телевизионной пере-

t дачи. Модуляция – это такие изменения

в высокочастотной колебательной сис-

теме, при которой она успевает совер-

шить очень много высокочастотных

колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом.

Детектирование (демодуляция) – процесс выделения низкочастотных колебаний из модулированных.

Детектирование осуществляется устройством, содержащим элемент с односторонней проводимостью: вакуумный или полупроводниковый диод – детектор.

После прохождения через детектор амплитудно-модулированный высоко-частоный переменный ток превраща-ется в импульсы одинаковой поляр-ности, амплитуда которых меняется по

После детектора t закону звуковой частоты.

Для того чтобы вместо отдельных импульсов получить непрерывный ток, используют сглаживающий фильтр (роль которого выполняет конденсатор). После фильтра течет ток

После фильтра t звуковой частоты, форма колебаний

которого воспроизводит форму низко-

частотного сигнала.