Спектър(от лат. спектър- представяне, изображение) - е набор от всяка от стойностите на всяка физическа величина, която характеризира система или процес.
Често се използват дефинициите на честотния спектър на трептения (например електромагнитни), спектъра на енергиите, импулсите и масите на частиците. Спектърът може да бъде непрекъснат и дискретен (прекъснат).
- Това са спектрите на електромагнитното излъчване в IR, видимия и UF диапазона на дължините на вълната. Оптичните спектри се разделят на емисионни спектри, спектри на абсорбция (спектри на абсорбция), спектри на разсейване и спектри на отражение.
Оптичните спектри се получават от източници на светлина чрез разлагане на тяхното излъчване на дължини на вълната λ (или честоти v = ° С/ λ , или вълнови числа 1/ λ =v/ ° Скоито също се наричат v) с помощта на спектрални инструменти. За характеризиране на честотното разпределение на излъчването се въвежда спектралната плътност на излъчване аз (v), което е равно на интензитета на излъчване аз, което пада върху единичен честотен интервал (интензитет на излъчване азе плътността на потока на електромагнитното излъчване на всички честоти). Интензитетът на излъчване, който пада на малък спектрален интервал Δv, е равно на аз (v) Δv... Обобщавайки такива изрази за всички честоти на спектъра, получаваме плътност на радиационния поток аз.
Видове спектри.
Спектралният състав на излъчването на вещества е много разнообразен, но въпреки това всеки спектър е разделен на 3 вида:
- непрекъснати спектри,
- линейни спектри,
- ивици спектри.
Непрекъснати спектриили непрекъснати спектри, както се вижда от опитите, дават тела, които са в твърдо или течно състояниеили силно сгъстени газове. За да се получи непрекъснат спектър, тялото трябва да се нагрее до висока температура.
Непрекъснатите спектри се определят не само от излъчвателната способност на самите атоми, но до голяма степен зависят от взаимодействието на атомите един с друг.
На фигурата виждате кривата на зависимостта на спектралната плътност на интензитета топлинно излъчваневърху честотата (спектъра) на тяло със силно черна повърхност. Кривата има максимум при честота v mах, което зависи от телесната температура. С повишаване на температурата максималната радиационна енергия се измества към по-високи честоти. Енергията на излъчване, която пада върху много малка ( v → 0 ) и много голям ( v → ∞ ) честотата е много малка. Непрекъснатият спектър представлява всяка от дължините на вълната.
Линейни спектриса съставени от отделни спектрални линии, това е знак, че веществото излъчва светлина със специфични дължини на вълната в определени, много тесни спектрални интервали. Всички линии са с крайна дължина.
Линейните спектри показват всички вещества в газообразно атомно (но не и молекулно) състояние. В този случай излъчват атоми, които не взаимодействат един с друг. Това е основният, най-основният тип спектри.
Изолираните атоми излъчват строго определени дължини на вълната, характерни за даден тип атом. Класически примерлинейният спектър е спектърът на водородния атом.
Спектрални модели в спектъра на водородния атом.
В тази формула v- не честотата, която се измерва в s -1, а новото число на вълната, което е равно на обратна стойностдължина на вълната 1/ λ и която се измерва в m - 1.
За да определите честотите на излъчване на други серии на водородния атом вместо две в знаменателя на първата фракция във формулата 
е необходимо да се заменят числата 1, 3, 4, 5.
Числата на долните енергийни нива, при преход към които се излъчват съответните серии от горните нива:
Спектри на лентисе състоят от отделни ивици, които са разделени с тъмни пролуки. С помощта на много добър спектрален апарат може да се види, че всички ленти се състоят от голям брой близко разположени линии. Лентовите спектри излъчват молекули, които не са свързани или слабо свързани една с друга.
За наблюдение на молекулярни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, се използва сиянието на парите в пламък или сиянието на газов разряд.
Спектри на абсорбциясъщо са разделени на 3 вида (плътни, линейни и ивици), като емисионните спектри. Поглъщането на светлина също зависи от дължината на вълната. И така, червеното стъкло предава вълни, които съответстват на червената светлина ( λ ≈ 8 10 - 5 см) и поема останалото.
Газът поглъща най-интензивната светлина от дължините на вълните, които излъчва в силно нагрято състояние.
Така, ако пропуснете Бяла светлинапрез студен неизлъчващ газ, тогава ще се появят тъмни линии на фона на непрекъснатия спектър на радиация. Това са абсорбционни линии, които заедно образуват абсорбционен спектър.
Спектрите, получени от самосветещи се тела, се наричат емисионни спектри. Директно наблюдениеи снимките на спектрите показват, че емисионните спектри са три вида: плътни, линейни и ивици.
Непрекъснатите спектри (вижте цветен край, d) се получават от светещо твърдо вещество и течни телав резултат на тяхното нагряване.
Линейните спектри (вижте цветен край, д) се състоят от тесни линии с различни цветове, разделени с тъмни интервали. Такива спектри често се получават от светещи газове или пари.
Светенето на газ може да бъде причинено от преминаването през него електричество... Чрез поставяне на стъклена тръба с изпитвания газ пред процепа на спектроскопа и преминаване на електрически ток през газа се изследва спектърът на излъчване на газа.
Линейни спектри на пари и газове могат да се получат и когато се нагряват, например, в пламък на горелка. По същия начин е възможно да се получат линейни спектри на вещества, които са в твърдо или течно състояние при нормални условия. За това в пламъка се въвеждат зърна от твърди вещества или азбест, навлажнени с течност газов котлон... Веществата, изпаряващи се в пламъка на горелката, дават линеен спектър. Понякога такива вещества ще пречат на
електрическа дъга и, покривайки с диафрагма въглеродните електроди с нажежаема жичка, наблюдават ярки линии в спектроскопа на фона на по-слабия непрекъснат спектър на самата дъга. Имайте предвид, че светещите спектрални линии често се наричат емисионни линии.
Изследване на линейни спектри различни веществапоказа, че всеки химичен елемент дава свой линеен спектър, който не съвпада със спектрите на други елементи. Линейните спектри на химичните елементи се различават по цвят, позиция и брой отделни светещи линии. Специфично за всеки химичен елементлинии се получават не само във видимата, но и в инфрачервената и ултравиолетовата част на спектъра. Изследването на линейните спектри е извършено за първи път през 1854-1859 г. Немските учени Г. Кирхоф и Р. Бунзен.
Линейните спектри се създават от излъчването на отделни атоми на химически елементи, които не са свързани в молекули. Това излъчване е свързано с процесите, протичащи вътре в атомите. Изследването на линейните спектри направи възможно установяване на структурата електронни черупкиатоми на различни химични елементи.
Спектрите на райета се състоят от поредица от светли ивици, разделени от тъмни пространства (виж фиг. 34.12, където е показан спектърът на йодните пари и цветната капачка, g). Лентовите спектри се създават от излъчването на молекули. Когато се гледа през спектроскоп с висока разделителна способност, лентите се разделят на серия от линии.
Видове радиация
Топлинно излъчване – радиация, при която загубата на енергия от атомите за излъчване на светлина се компенсира от енергията на топлинното движение на атоми (или молекули) на излъчващото тяло. Източникът на топлина е слънцето, лампата с нажежаема жичка и др.
Електролуминесценция(от латински luminescence - "сияние") - разряд в газ, придружен от сияние. Северното сияние е проява на електролуминесценция. Използва се в рекламни тръби.
Катодолуминесценция– сиянието на твърдите тела, причинено от бомбардирането им с електрони. Благодарение на нея светят екраните на електронно-лъчевите тръби на телевизорите.
Хемилуминесценция– излъчване на светлина в някои химична реакцияпротича с освобождаването на енергия. Може да се наблюдава на примера на светулка и други живи организми, които имат свойството да светят.
Фотолуминесценция– сияние на телата директно под въздействието на падащата върху тях радиация. Пример за това са светещите бои, които покриват коледна украса, те излъчват светлина след облъчване. Това явление се използва широко във флуоресцентните лампи.
За да започне един атом да излъчва, той трябва да предаде определена енергия. Излъчвайки, атомът губи получената енергия и за непрекъснатото сияние на веществото е необходим приток на енергия към атомите му отвън.
Спектри
Спектри на ленти
Спектърът на ивици се състои от отделни ивици, разделени с тъмни пролуки. С помощта на много добър спектрален апарат, можете да откриете, че всяка лента е колекция от голям брой много близко разположени линии. За разлика от линейните спектри, ивичните спектри не се създават от атоми, а от молекули, които не са свързани или слабо свързани помежду си.
За наблюдение на молекулярни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, обикновено се използва блясъка на парата в пламък или светенето на газов разряд.
Спектрален анализ
Спектрален анализ - набор от методи за качествено и количествено определяне на състава на обект, базиран на изследване на спектрите на взаимодействието на материята с радиацията, включително спектрите на електромагнитното излъчване, акустични вълни, маса и разпределение на енергия елементарни частиции др. В зависимост от целите на анализа и видовете спектри съществуват няколко метода за спектрален анализ. Атомните и молекулярните спектрални анализи позволяват да се определи съответно елементния и молекулярния състав на веществото. При емисионните и абсорбционните методи съставът се определя от емисионните и абсорбционните спектри. Масспектрометричният анализ се извършва на базата на мас спектрите на атомни или молекулярни йони и дава възможност да се определи изотопният състав на обект. Най-простият спектрален апарат е спектрографът.
Схематична диаграма на призмен спектрограф
История
Тъмните линии върху спектралните ивици са забелязани отдавна (например, те са отбелязани от Wollaston), но първото сериозно изследване на тези линии е предприето едва през 1814 г. от Йозеф Фраунхофер. В негова чест ефектът е наречен "линии на Фраунхофер". Фраунхофер установи стабилността на позицията на линиите, направи таблица с тях (той преброи общо 574 реда), присвои на всеки буквено-цифров код. Не по-малко важно беше заключението му, че линиите не са свързани нито с оптичен материал, нито със земната атмосфера, а са естествена характеристика. слънчева светлина... Той открива подобни линии в изкуствени източници на светлина, както и в спектрите на Венера и Сириус.
линии на Фраунхофер
За да изпробва метода през 1868 г., Парижката академия на науките организира експедиция до Индия, където пълна слънчево затъмнение... Там учените откриха: всички тъмни линии по време на затъмнението, когато радиационният спектър промени абсорбционния спектър на слънчевата корона, станаха, както беше предвидено, ярки на тъмен фон.
Постепенно се изяснява естеството на всяка от линиите, връзката им с химичните елементи. През 1860 г. Кирхоф и Бунзен откриват цезий с помощта на спектрален анализ и рубидий през 1861 г. А хелият е открит на Слънцето 27 години по-рано, отколкото на Земята (съответно 1868 и 1895).
Принцип на действие
Атомите на всеки химичен елемент имат строго определени резонансни честоти, в резултат на което именно на тези честоти те излъчват или поглъщат светлина. Това води до факта, че в спектроскопа върху спектрите линиите (тъмни или светли) се виждат в определени местахарактерни за всяко вещество. Интензитетът на линиите зависи от количеството на веществото и неговото състояние. При количествения спектрален анализ съдържанието на изследваното вещество се определя от относителния или абсолютния интензитет на линиите или лентите в спектрите.
Оптичният спектрален анализ се характеризира с относителна лекота на изпълнение, липса на комплексна подготовкапроби за анализ, малко количество вещество (10-30 mg), необходимо за анализ за голям бройелементи. Атомните спектри (абсорбция или емисия) се получават чрез превръщане на веществото в състояние на пара чрез нагряване на пробата до 1000-10000 ° C. Като източници на възбуждане на атоми при емисионния анализ на проводими материали се използва искра, дъга с променлив ток; пробата се поставя в кратера на един от въглеродните електроди. Пламъкът или плазмата от различни газове се използват широко за анализа на разтвори.
Спектър на електромагнитното излъчване
Свойства на електромагнитното излъчване. Електромагнитното излъчване с различни дължини на вълната има доста разлики, но всички те, от радиовълни до гама лъчение, са от една и съща физическа природа. Всички видове електромагнитни лъчения в по-голяма или по-малка степенпроявяват свойствата на интерференция, дифракция и поляризация, характерни за вълните. В същото време всички видове електромагнитни лъчения проявяват квантови свойства в по-голяма или по-малка степен.
Общи за всички електромагнитни лъчения са механизмите на тяхното възникване: електромагнитни вълнис всякаква дължина на вълната може да възникне по време на ускорено движение електрически зарядиили по време на преходите на молекули, атоми или атомни ядра от едно квантово състояние в друго. Хармоничните трептения на електрическите заряди са придружени от електромагнитно излъчване с честота, равна на честотата на трептенията на зарядите.
Радио вълни. При вибрации, възникващи с честоти от 10 5 до 10 12 Hz, възниква електромагнитно излъчване, чиято дължина на вълната е в диапазона от няколко километра до няколко милиметра. Този раздел от скалата на електромагнитното излъчване се отнася до обхвата на радиовълните. Радиовълните се използват за радио комуникации, телевизия и радар.
Инфрачервено лъчение. Електромагнитно излъчване с дължина на вълната по-малка от 1-2 mm, но повече от 8 * 10 -7 m, т.е. лежащи между обхвата на радиовълните и обхвата на видимата светлина се наричат инфрачервено лъчение.
Инфрачервеното лъчение се излъчва от всяко нагрявано тяло. Източници на инфрачервено лъчение са фурни, батерии за нагряване на вода, електрически лампи с нажежаема жичка.
С помощта на специални устройства инфрачервено лъчениеможе да се преобразува във видима светлина и изображения на нагрети обекти в пълна тъмнина. Инфрачервеното лъчение се използва за сушене на боядисани продукти, строителни стени, дърво.
Видима светлина.Видима светлина (или просто светлина) се отнася до излъчване с дължина на вълната приблизително 8 * 10 -7 до 4 * 10 -7 m, от червена до виолетова светлина.
Значението на тази част от спектъра на електромагнитното излъчване в човешкия живот е изключително голямо, тъй като човек получава почти цялата информация за света около себе си с помощта на зрението. Светлината е предпоставка за развитието на зелените растения и следователно предпоставка за съществуването на живот на Земята.
Ултравиолетова радиация. През 1801 г. немският физик Йохан Ритер (1776 - 1810), изучавайки спектъра, открива, че
Електромагнитното излъчване, което е невидимо за окото и има дължина на вълната, по-къса от тази на виолетовата светлина, се нарича ултравиолетово лъчение. Ултравиолетовото лъчение се отнася до електромагнитно лъчение с дължина на вълната от 4 * 10 -7 до 1 * 10 -8 m.
Ултравиолетовото лъчение е способно да убива патогенни бактерии, поради което се използва широко в медицината. Ултравиолетовото лъчение в слънчевата светлина причинява биологични процесиводещи до потъмняване на човешката кожа – слънчево изгаряне.
Газоразрядните лампи се използват като източници на ултравиолетово лъчение в медицината. Тръбите на такива лампи са изработени от кварц, който е прозрачен за ултравиолетовите лъчи; затова тези лампи се наричат кварцови лампи.
рентгенови лъчи. Ако във вакуумна тръба се приложи постоянно напрежение от няколко десетки хиляди волта между нагрят катод, излъчващ електрон, и анода, тогава електроните първо ще бъдат ускорени от електрическото поле и след това рязко ще се забавят в анодния материал при взаимодействие със своите атоми. Когато бързите електрони се забавят в вещество или по време на преходи на електрони, върху вътрешните обвивки на атомите възникват електромагнитни вълни с дължина на вълната, по-къса от тази на ултравиолетовото лъчение. Това излъчване е открито през 1895 г. от немския физик Вилхелм Рентген (1845-1923). Електромагнитното излъчване в диапазона на дължината на вълната от 10 -14 до 10 -7 m се нарича рентгенови лъчи.
Способността на рентгеновите лъчи да проникват в дебели слоеве материя се използва за диагностициране на заболявания вътрешни органилице. В технологията рентгеновите лъчи се използват за контрол на вътрешната структура на различни продукти, заварки. Рентгеновите лъчи имат силни биологични ефекти и се използват за лечение на определени заболявания. Гама лъчение. Гама лъчението се нарича електромагнитно излъчване, излъчвано от възбудени атомни ядра и възникващо от взаимодействието на елементарни частици.
Гама лъчение- най-късовълновото електромагнитно излъчване (<10 -10 м). Его особенностью являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Поэтому гамма-излучение обычно рассматривают как поток частиц - гамма-квантов. В области длин волн от 10 -10 до 10 -14 и диапазоны рентгеновского и гамма-излучений перекрываются, в этой области рентгеновские лучи и гамма-кванты по своей природе тождественны и отличаются лишь происхождением.
Съвкупността от монохроматични компоненти в излъчването се нарича спектър.
Емисионни спектри
Спектралният състав на излъчването на веществата е много разнообразен. Но въпреки това всички спектри, както показва опитът, могат да бъдат разделени на три типа.
Непрекъснати спектри
Непрекъснат спектъре непрекъсната многоцветна ивица.
Бялата светлина има непрекъснат спектър. Спектърът на слънчевата или дъговата лампа е непрекъснат. Това означава, че всички дължини на вълните са представени в спектъра. Няма прекъсвания в спектъра, а на екрана на спектрографа можете да видите плътна многоцветна лента.
Непрекъснатите (или непрекъснатите) спектри, както показва опитът, дават тела в твърдо или течно състояние, както и силно сгъстени газове. За да се получи непрекъснат спектър, тялото трябва да се нагрее до висока температура. Високотемпературната плазма също дава непрекъснат спектър. Електромагнитните вълни се излъчват от плазмата главно при сблъсък на електрони с йони.
Естеството на непрекъснатия спектър и самият факт на неговото съществуване се определят не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но и силно зависят от взаимодействието на атомите един с друг.
Има излъчване от източници, в които светлината се излъчва от атоми на дадено вещество дискретен спектър ... Те са разделени на:
1.линейни
2.райета
Линейни спектри
Линеен спектър се състои от отделни цветни линии с различна яркост, разделени от широки тъмни ивици.
Нека добавим парче азбест, навлажнено с разтвор на готварска сол в бледия пламък на газова горелка. При наблюдение на пламък през спектроскоп, ярко жълта линия мига на фона на едва забележим непрекъснат спектър на пламъка. Тази жълта линия се произвежда от натриева пара, която се образува, когато молекулите на готварската сол се разпадат в пламък. Фигурата показва и спектрите на водорода и хелия. Такива спектри се наричат линейни спектри. Наличието на линеен спектър означава, че веществото излъчва светлина само при много специфични дължини на вълната (по-точно, в определени много тесни спектрални интервали).
Линейните спектри показват всички вещества в газообразно атомно (но не и молекулно) състояние. В този случай атомите излъчват светлина, които практически не взаимодействат един с друг. Това е най-фундаменталният, основен тип спектри.
Изолираните атоми излъчват строго определени дължини на вълната.
Обикновено, за да се наблюдават линейните спектри, се използва сиянието на парата на веществото в пламък или сиянието на газовия разряд в тръба, пълна с тестов газ.
С увеличаване на плътността на атомния газ отделните спектрални линии се разширяват и накрая, при много голямо компресиране на газа, когато взаимодействието на атомите стане значително, тези линии се припокриват една с друга, образувайки непрекъснат спектър.
Спектри на ленти
Ивичест спектър се състои от отделни ивици, разделени с тъмни пространства.
С много добър спектрален апарат може да се установи, че всяка лента е колекция от голям брой много близко разположени линии. За разлика от линейните спектри се създават ивици спектрине атоми, а молекули, които не са свързани или слабо свързани една с друга.
За наблюдение на молекулярни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, обикновено се използва сиянието на парата в пламък или сиянието на газов разряд.
Спектри на абсорбция
Всички вещества, чиито атоми са във възбудено състояние, излъчват светлинни вълни, чиято енергия се разпределя по определен начин по дължината на вълната. Поглъщането на светлина от веществото също зависи от дължината на вълната. По този начин червеното стъкло пропуска вълни, съответстващи на червената светлина, и поглъща всички останали.
Ако бялата светлина се пропусне през студен, неизлъчващ газ, тогава на фона на непрекъснатия спектър на източника се появяват тъмни линии. Това ще бъде спектърът на абсорбция.
Спектър на абсорбцияпредставлява тъмни линии на фона на непрекъснатия спектър на източника.
Газът поглъща най-интензивно светлината с точно тези дължини на вълната, които излъчва в силно нагрято състояние. Тъмните линии на фона на непрекъснатия спектър са абсорбционни линии, които заедно образуват абсорбционен спектър.
Има непрекъснати, линейни и лентови абсорбционни спектри.
Различни видове електромагнитни лъчения, техните свойства и практическо приложение.
Скала на електромагнитните вълни. Границите между различните диапазони са произволни.
Нискочестотни вибрации.
Постоянен ток - честота ν = 0 - 10 Hz.
Въздушен шум и AC - честота ν = 10 - 10 4 Hz
Радио вълни.
Честота ν = 10 4 - 10 11 Hz
Дължина на вълната λ = 10 -3 - 10 3 m
Получава се с помощта на осцилаторни вериги.
Имоти.
Радиовълните с различни честоти и с различна дължина на вълната се поглъщат и отразяват по различен начин от средата, проявявайки свойствата на дифракция и интерференция.
Приложение.
Радиовръзка, телевизия, радар.
Инфрачервено лъчение.
Честота ν = 3 10 11 - 4 10 14 Hz
Дължина на вълната λ = 8 · 10 -7 - 2 · 10 -3 m
Излъчва се от атоми и молекули на материята.
Инфрачервеното лъчение се излъчва от всички тела при всяка температура. Човек излъчва електромагнитни вълни λ ≈ 9 · 10 -6 m.
Имоти.
- Преминава през някои непрозрачни тела, както и през сняг, дъжд, мъгла.
- Произвежда химичен ефект върху фотографски плочи.
- Абсорбиран от веществото, го загрява.
- Предизвиква вътрешен фотоелектричен ефект в германия.
- Невидими.
- Възможност за интерференция и дифракционни явления.
- Записва се с термични методи, фотоелектрически и фотографски.
Приложение.
Те получават изображения на обекти в тъмното, устройства за нощно виждане, в мъгла. Използват се в криминалистиката, във физиотерапията. в индустрията за сушене на боядисани продукти, строителни стени, дървен материал, плодове.
Видимо лъчение.
Част от електромагнитното излъчване, възприемано от окото (червено до виолетово).
Честота ν = 4 10 14 - 8 10 14 Hz
Дължина на вълната λ = 8 · 10 -7 - 4 · 10 -7 m
Имоти.
Отразява, пречупва, засяга окото, способен е на явленията на дисперсия, интерференция, дифракция.
Ултравиолетова радиация.
Честота ν = 8 10 14 - 3 10 15 Hz
Дължина на вълната λ = · 10 -8 - 4 · 10 -7 m(но по-малко от виолетова светлина)
Източници: газоразрядни лампи с кварцови тръби (кварцови лампи).
Излъчва се от всички твърди тела с t> 1000°С, както и от светещи живачни пари.
Имоти.
- Висока химическа активност (разлагане на сребърен хлорид, луминесценция на кристали от цинков сулфид).
- Невидими.
- Убива микроорганизмите.
- В малки дози той има благоприятен ефект върху човешкото тяло (слънчево изгаряне), но в големи дози има отрицателен биологичен ефект: промяна в развитието на клетките и метаболизма, ефект върху очите.
Приложение.
В медицината, в козметологията (солариум, тен), в индустрията.
рентгенови лъчи.
Честота ν = 3 10 15 - 3 10 19 Hz
Дължина на вълната λ = · 10 -11 - 4 · 10 -8 m
Те се излъчват при рязко забавяне на електроните, движещи се с голямо ускорение.
Получава се с помощта на рентгенова тръба: електроните във вакуумна тръба се ускоряват от електрическо поле при високо напрежениедостигайки до анода, те рязко се забавят при удар. При спиране електроните се движат с ускорение и излъчват електромагнитни вълни с малка дължина (от 100 до 0,01 nm).
Имоти.
- Интерференция, дифракция на рентгенови лъчи върху кристална решетка.
- Голяма проникваща сила.
- Облъчването във високи дози причинява лъчева болест.
Приложение.
В медицината (диагностика на заболявания на вътрешните органи), в индустрията (контрол на вътрешната структура на различни продукти, заварки).
Гама - радиация (γ - радиация).
Честота ν = 3 10 20 Hzи по-високо
Дължина на вълната λ = 3,3 · 10 -11 m
Източници: атомно ядро(ядрени реакции).
Имоти.
- Има огромна проникваща сила.
- Има силен биологичен ефект.
Приложение.
В медицината, в производството (γ - откриване на дефекти).
Магнитните свойства на веществата се определят от магнитните свойства на атомите или елементарните частици (електрони, протони и неутрони), които изграждат атомите. Сега е установено, че магнитни свойствапротоните и неутроните са почти 1000 пъти по-слаби от магнитните свойства на електроните. Следователно магнитните свойства на веществата се определят главно от електроните, които изграждат атомите.
— Законът на Бойл - Мариот.
— Законът на Гей Лусак.
— Законът на Чарлз(Вторият закон на Гей-Люсак, 1808 г.)
2. Окоточовек е комплекс оптична система, който по своето действие е подобен на оптичната система на камера. Схематичната структура на окото е показана на фиг. 1. Окото има почти сферична форма и диаметър около 2,5 см. Отвън е покрито с защитна обвивка 1 бяло- склерата. Предната прозрачна част 2 на склерата се нарича роговица. На известно разстояние от него има ирис 3 оцветен с пигмент. Отворът в ириса е зеницата.
В зависимост от интензитета на падащата светлина зеницата рефлекторно променя диаметъра си от около 2 до 8 mm, тоест действа като диафрагма на камера. Между роговицата и ириса има бистра течност. Зад зеницата се намира лещата 4 - еластично тяло, подобно на леща. Специалният мускул 5 може да промени, в определени граници, формата на лещата, като по този начин промени нейната оптична сила. Останалата част от окото е изпълнена със стъкловидното тяло. Задна часточите - очното дъно, то е покрито с ретикуларна мембрана 6, която представлява сложно разклонение на зрителния нерв 7 с нервни окончания - пръчици и конуси, които са светлочувствителни елементи.
Светлинните лъчи от обект, пречупвайки се на границата въздух-роговицата, преминават по-нататък през лещата (леща с различна оптична сила) и създават изображение върху ретината, появява се реално намалено обърнато изображение на обекти, което мозъкът коригира в права. Роговицата, прозрачната течност, лещата и стъкловидното тяло образуват оптична система, чийто оптичен център е разположен на разстояние около 5 mm от роговицата.
При отпуснат очен мускул оптичната сила на окото е приблизително 59 диоптъра, при максимално мускулно напрежение - 70 диоптъра. Основната характеристика на окото като оптичен инструмент е способността да променя рефлекторно оптичната сила на очната оптика в зависимост от позицията на обекта. Такова приспособяване на окото към промяна в позицията на наблюдавания обект се нарича акомодация.
Площта на акомодация на очите може да се определи от позицията на две точки:
Отдалечената точка на акомодация се определя от позицията на обекта, чието изображение се получава върху ретината с отпуснат очен мускул. При нормално око далечната точка на акомодация е в безкрайност.
Най-близката точка на акомодация е разстоянието от разглеждания обект до окото при максимално напрежение на очния мускул. Най-близката точка на нормалното око се намира на разстояние 10 - 20 см от окото. Това разстояние се увеличава с възрастта.
В допълнение към тези две точки, които определят границите на зоната на настаняване, окото има разстояние най-добра визия, тоест разстоянието от обекта до окото, на което е най-удобно (без прекомерно напрежение) да се изследват детайлите на обекта (например да се чете малък текст). Това разстояние в нормално око условно се приема за 25 см. В случай на зрително увреждане, изображенията на отдалечени обекти в случай на отпуснато око могат да се появят или пред ретината (късогледство), или зад ретината (далекогледство).
При някои хора очите в отпуснато състояние създават образ на обект не върху ретината, а пред нея. В резултат на това изображението на обекта е "замъглено". Такива хора не могат да виждат ясно отдалечени обекти, но могат ясно да виждат обекти, които са близо. Това се наблюдава, ако ширината на окото е голяма или лещата е твърде изпъкнала (има голяма кривина). В този случай ясно изображение на обекта се формира не върху ретината, а пред нея. Това зрително увреждане (дефект) се нарича миопия (в противен случай късогледство).
Късогледите хора се нуждаят от очила с дифузионни лещи (отрицателна оптична сила). Преминавайки през такава леща, светлинните лъчи се фокусират от лещата точно върху ретината. Следователно, късоглед човек, въоръжен с очила, може да вижда далечни обекти, точно като човек с нормално зрение.
Други хора виждат добре далечни обекти, но не могат да различават тези, които са близо. В тяхното отпуснато състояние зад ретината се получава ясен образ на отдалечени обекти. В резултат на това изображението на обекта е "замъглено". Това е възможно, когато ширината на окото не е достатъчно голяма или лещата на окото е плоска, тогава човек вижда ясно далечни обекти, а близките - лошо. Това зрително увреждане се нарича далекогледство.
Специална форма на далекогледство е хиперметропията или пресбиопията. Това се случва, защото еластичността на лещата намалява с възрастта и тя вече не се свива, както при младите хора. Далекогледите могат да бъдат подпомогнати чрез използване на очила със събиращи лещи (положителна сила).
1. Законът за праволинейното разпространение на светлината: в оптически хомогенна среда светлината се разпространява по права линия.
2. Закон за отражението на светлината: падащият и отразените лъчи, както и перпендикулярът на границата между двете среди, реконструирани в точката на падане на лъча, лежат в една и съща равнина (равнина на падане). Ъгъл на отражение γ равно на ъгълападане α.
3. Законът за пречупване на светлината: падащият и пречупеният лъч, както и перпендикулярът на границата между двете среди, реконструирани в точката на падане на лъча, лежат в една и съща равнина. Съотношението на синуса на ъгъла на падане α към синуса на ъгъла на пречупване β е константа за две дадени среди:
Постоянна стойност нса наречени относителен индикаторпречупваниявтората среда спрямо първата. Показателят на пречупване на средата спрямо вакуума се нарича абсолютен индикаторпречупвания.
Относителен показател на пречупване на две среди е равно на съотношениетотехните абсолютни показатели на пречупване:
н = н 2 / н 1
Законите на отражението и пречупването се обясняват във физиката на вълните. Според концепциите за вълните пречупването е следствие от промяна в скоростта на разпространение на вълната при преминаване от една среда в друга. Физическият смисъл на коефициента на пречупване е съотношението на скоростта на разпространение на вълните в първата среда υ 1 към скоростта на тяхното разпространение във втората среда υ 2:
Абсолютният показател на пречупване е равен на съотношението на скоростта на светлината ° Свъв вакуум до скоростта на светлината υ в средата:
Среда с по-нисък абсолютен коефициент на пречупване се нарича оптически по-малко плътна.
Когато светлината преминава от оптически по-плътна среда към оптически по-малко плътна среда н 2
За ъгъла на падане α = α pr sin β = 1; стойност sin α pr = n 2 / n 1< 1.
Ако втората среда е въздух (n2 ≈ 1), тогава е удобно формулата да се пренапише във формата
Sinα pr = 1 / n
1. Първият закон на Нютон... Ако върху тялото не действат сили или тяхното действие е компенсирано, тогава това тяло е в състояние на покой или равномерно праволинейно движение.
В съвременната физика първият закон на Нютон обикновено се формулира по следния начин:
Има такива референтни системи, наречени инерционни, спрямо които материална точка запазва скоростта си непроменена, ако други тела не действат върху нея.
Свойството на телата да поддържат скоростта си при липса на действие върху него от други тела се нарича инерция . Тегло тялото е количествена мярка за неговата инерция. В SI се измерва в килограми.
Наричат се референтните рамки, в които е изпълнен първият закон на Нютон инерционен ... Наричат се референтни системи, движещи се спрямо инерционните с ускорение неинерционни .
Сила- количествена мярка за взаимодействието на телата. Силата е векторна величина и се измерва в нютони (N). Нарича се сила, която оказва върху тялото същия ефект като няколко едновременно действащи сили резултатен тези сили.
Второ закон на Нютон... Ускорението на тялото е право пропорционално на резултантните сили, приложени към тялото, и обратно пропорционално на неговата маса:
Ако две тела взаимодействат едно с друго, тогава ускоренията на тези тела са обратно пропорционални на техните маси.
Трето закон на Нютон... Силите, с които телата си взаимодействат едно с друго, са равни по големина и насочени по една права линия в противоположни посоки.
F 1 = -F 2
2. Появата на SRT.
SRT се появява в резултат на противоречие между електродинамиката на Максуел и нютонова механика.
Възможни начини за излизане от противоречието:
Провалът на принципа на относителността (Х. Лоренц)
Несъответствие на формулите на Максуел (Г. Херц)
Отхвърляне на класическите концепции за пространство и време, запазване на принципа на относителността и законите на Максуел (А. Айнщайн)
Това беше третият вариант, който се оказа единственият правилен. Последователно го развивайки, А. Айнщайн стига до нови идеи за пространството и времето. Първите два начина, както се оказа, се опровергават чрез експеримент.
Теорията на относителността се основава на два постулата.
1) Концепцията за постулат в науката
Постулатът във физическата теория играе същата роля като аксиомата в математиката. Това е основно твърдение, което не може да бъде логически доказано. Във физиката постулатът е резултат от обобщение на експериментални факти.
2) Постулати на SRT.
Принципът на относителността на Айнщайн: всички природни процеси протичат по един и същи начин във всички IFR.
Вторият постулат: скоростта на светлината във вакуум е еднаква за всички IFR. Не зависи от скоростта на източника или от скоростта на приемника на светлинния сигнал.
Последици от SRT.
Относителност на едновременността: две пространствено разделени събития, едновременно в един IRF, може да не са едновременни в друг IRF.
По време на прехода от един CO към друг, последователността от събития може да се промени във времето, но последователността на причинно-следствените събития остава непроменена във всички CO: следствието идва след причината.
Причината за относителността на едновременността е крайността на скоростта на разпространение на сигналите.
Относителност на разстоянието (релативистично свиване на размера на тялото в движещ се CO): дължината на движещия се обект се намалява в посоката на движение.
l - Дължината на тялото в покой;
l0 е дължината на движещото се тяло;
υ - Скоростта на движението му в даден СО.
(Релативистични са ефектите, наблюдавани при скорости на движение, близки до скоростта на светлината)
Размерите на обектите в посока, перпендикулярна на посоката на движение, не се променят
Относителност във времето: движещ се часовник се забавя.
τ0 е интервалът от време, измерен от часовника в покой в FR, където и двете събития са се случили в една и съща точка от пространството.
τ - Интервалът от време между две събития, измерен от движещ се часовник.
Времето на космически кораб, летящ с постоянна скорост, минава по-бавно, отколкото на "неподвижна" Земя. Но астронавтът по никакъв начин не може да забележи тези промени, тъй като и всички процеси вътре в кораба, които биха могли да послужат като мерило за измерване на времето, се забавят в същото отношение. Сърдечният ритъм и всички функции на тялото също се случват с по-бавно темпо. Ако скоростта на движение се доближи до скоростта на светлината, тогава пътуването до мъглявината Андромеда ще отнеме 29 години. Но според земния часовник ще минат почти 3 милиона години.
Релативистичен закон за събиране на скорости (насочен по една линия)
υ 1 - скорост на тялото в 1-ви SS;
υ 2 - скорост на тялото във 2-ри SS;
υ - скоростта на движение на 1-ви СО спрямо 2-ри.
В υ 1 , υ <<сполучаваме υ 2 = υ 1 + υ , т.е. законът за събиране на скорости в класическата механика.
Ако υ = с(т.е. говорим за разпространението на светлината), получаваме υ 2 = с, което съответства на втория постулат на SRT.
1. Ако тялото е хвърлено под ъгъл спрямо хоризонта, тогава в полет върху него действат силата на гравитацията и силата на съпротивлението на въздуха. Ако се пренебрегне силата на съпротивление, тогава остава единствената сила - силата на гравитацията. Следователно, поради втория закон на Нютон, тялото се движи с ускорение, равно на ускорението на гравитацията; проекции на ускорение по координатните оси са а х = 0, и при= -g.
Всяко сложно движение на материална точка може да бъде представено като наслагване на независими движения по координатните оси, а в посоката на различните оси видът на движение може да се различава. В нашия случай движението на летящо тяло може да се представи като суперпозиция на две независими движения: равномерно движение по хоризонталната ос (ос X) и равномерно ускорено движение по вертикалната ос (ос Y) (фиг. 1) .
Следователно проекциите на скоростта на тялото се променят с течение на времето, както следва:
Следователно координатите на тялото се променят по следния начин:
С нашия избор на начало, началните координати
 |
(1) |
Нека анализираме формули (1). Нека определим времето на движение на хвърленото тяло. За да направите това, поставете координата гравно на нула, защото в момента на кацане височината на тялото е нула. От тук получаваме за времето на полета:
Обхватът на полета се получава от първата формула (1). Обхватът на полета е стойността на координатата NSв края на полета, т.е. в момент, равен на t 0... Замествайки стойността (2) в първата формула (1), получаваме: Втората времева стойност, при която височината е равна на нула, е равна на нула, което съответства на момента на хвърляне, т.е. това значение има и физическо значение.
От уравнения (1) може да се получи уравнение за траекторията на тялото, т.е. координатно свързващо уравнение NSи втялото по време на движение.
За да направите това, трябва да изразите времето от първото уравнение (1):
и го включете във второто уравнение. Тогава получаваме:
Това уравнение е уравнението на траекторията на движение. Вижда се, че това е уравнението на парабола с разклонения надолу, както е обозначено със знака „-“ пред квадратичния член. Трябва да се има предвид, че ъгълът на хвърляне α и неговите функции тук са просто константи, т.е. постоянни числа.
Моментната скорост във всяка точка на траекторията е насочена тангенциално към траекторията (виж фиг. 1). модулът на скоростта се определя по формулата:
По този начин движението на тяло, хвърлено под ъгъл спрямо хоризонта или в хоризонтална посока, може да се разглежда като резултат от две независими движения - хоризонтално равномерно и вертикално равномерно ускорено (свободно падане без начална скорост или движение на тяло, хвърлено вертикално нагоре ).
2. Ядрената реакция е процес на взаимодействие на атомно ядро с друго ядро или елементарна частица, придружен от промяна в състава и структурата на ядрото и освобождаване на вторични частици или γ-кванти.
Първата ядрена реакция е проведена от Е. Ръдърфорд през 1919 г. в експерименти за откриване на протони в продуктите на ядрения разпад. Ръдърфорд бомбардира азотните атоми с алфа частици.
При ядрени реакции няколко закони за опазване: импулс, енергия, ъглов импулс, заряд. Освен тези класически закони, при ядрените реакции действа законът за запазване на т.нар барионен заряд (т.е. броят на нуклоните - протони и неутрони). Редица други закони за запазване, специфични за ядрената физика и физиката на елементарните частици, също са изпълнени.
Ядрените реакции могат да възникнат, когато атомите са бомбардирани с бързо заредени частици (протони, неутрони, α-частици, йони). Първата реакция от този вид е проведена с помощта на високоенергийни протони, получени в ускорител през 1932 г.:
 |
Най-интересни за практическа употреба обаче са реакциите, протичащи при взаимодействието на ядрата с неутрони. Тъй като неутроните са лишени от заряд, те могат свободно да проникват в атомните ядра и да предизвикват техните трансформации. Изключителният италиански физик Е. Ферми е първият, който изследва реакциите, предизвикани от неутроните. Той открива, че ядрените трансформации се причиняват не само от бързи, но и от бавни неутрони, движещи се с топлинна скорост.
Ядрените реакции са придружени от енергийни трансформации. Енергийният добив на ядрена реакция е количеството
| В = (М A + МБ - М° С - МД) ° С 2 = Δ Mc 2 . |
където МА и М B - маси от изходни продукти, М C и М D е масата на крайните продукти на реакцията. Количеството Δ Мсе нарича масов дефект. Ядрените реакции могат да продължат с освобождаването на ( В> 0) или с поглъщане на енергия ( В < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |В|, което се нарича праг на реакция .
За да може ядрена реакция да има положителен енергиен добив, специфичната енергия на свързване на нуклони в ядрата на изходните продукти трябва да бъде по-малка от специфичната енергия на свързване на нуклони в ядрата на крайните продукти. Това означава, че стойността на ΔM трябва да е положителна.
Ядреното делене е процес на разделяне на атомно ядро на две (по-рядко три) ядра с подобни маси, наречени фрагменти на делене. В резултат на деленето могат да възникнат и други реакционни продукти: леки ядра (главно алфа частици), неутрони и гама кванти. Разделянето може да бъде спонтанно (спонтанно) и принудително (в резултат на взаимодействие с други частици, предимно с неутрони). Деленето на тежки ядра е екзотермичен процес, в резултат на който се отделя голямо количество енергия под формата на кинетична енергия на продуктите на реакцията, както и радиация. Ядреното делене е източник на енергия в ядрените реактори и ядрените оръжия.
За разлика от радиоактивния разпад на ядрата, придружен от излъчване на α- или β-частици, реакциите на делене са процес, при който нестабилно ядро се разделя на два големи фрагмента със сравними маси.
През 1939 г. деленето на уранови ядра е открито от немските учени О. Хан и Ф. Щрасман. Продължавайки изследванията, започнати от Ферми, те открили, че когато уранът е бомбардиран с неутрони, се появяват елементи от средната част на периодичната система - радиоактивни изотопи на барий ( З= 56), криптон ( З= 36) и др.
Уранът се среща в природата под формата на два изотопа: (99,3%) и (0,7%). Когато се бомбардират с неутрони, ядрата на двата изотопа могат да се разделят на два фрагмента. В този случай реакцията на делене протича най-интензивно върху бавни (термични) неутрони, докато ядрата влизат в реакция на делене само с бързи неутрони с енергия от порядъка на 1 MeV.
Реакцията на ядрено делене е от голям интерес за ядрената енергия. Понастоящем са известни около 100 различни изотопа с масови числа от около 90 до 145, произтичащи от деленето на това ядро.
В резултат на делене на ядро, инициирано от неутрон, възникват нови неутрони, които могат да предизвикат реакции на делене на други ядра. Продуктите на делене на ядрата на уран-235 могат да бъдат и други изотопи на барий, ксенон, стронций, рубидий и др.
Кинетичната енергия, освободена при деленето на едно ураново ядро, е огромна - около 200 MeV. Оценка на енергията, освободена по време на деленето на ядрото, може да се направи с помощта на концепцията за специфичната енергия на свързване на нуклоните в ядрото. Специфичната енергия на свързване на нуклони в ядра с масови числа A ≈ 240 е около 7,6 MeV / нуклон, докато в ядра с масови числа A = 90 - 145 специфичната енергия е приблизително 8,5 MeV / нуклон. Следователно деленето на ураново ядро освобождава енергия от порядъка на 0,9 MeV / нуклон, или приблизително 210 MeV на уранов атом. При пълното делене на всички ядра, съдържащи се в 1 g уран, се отделя същата енергия, както при изгарянето на 3 тона въглища или 2,5 тона нефт.
Продуктите на делене на ураново ядро са нестабилни, тъй като съдържат значителен излишък от неутрони. Всъщност съотношението N/Z за най-тежките ядра е около 1,6, за ядра с масови числа от 90 до 145 това съотношение е от порядъка на 1,3 - 1,4. Следователно фрагментните ядра претърпяват серия от последователни β-разпада, в резултат на което броят на протоните в ядрото се увеличава и броят на неутроните намалява, докато се образува стабилно ядро.
При деленето на ядрото уран-235, което е причинено от сблъсък с неутрон, се отделят 2 или 3 неутрона. При благоприятни условия тези неутрони могат да влязат в други уранови ядра и да предизвикат тяхното делене. На този етап ще се появят от 4 до 9 неутрона, способни да предизвикат нови разпада на уранови ядра и т. н. Такъв лавинообразен процес се нарича верижна реакция.
За да се случи верижна реакция, така нареченият коефициент на неутронно размножаване трябва да бъде по-голям от единица. С други думи, във всяко следващо поколение трябва да има повече неутрони, отколкото в предишното. Коефициентът на умножение се определя не само от броя на неутроните, произведени при всеки елементарен акт, но и от условията, при които протича реакцията – част от неутроните могат да се абсорбират от други ядра или да напуснат реакционната зона.
1. Ротационното движение е вид механично движение. По време на въртеливото движение на материална точка, тя описва кръг. По време на въртеливото движение на абсолютно твърдо тяло всички негови точки описват окръжности, разположени в успоредни равнини. Центровете на всички окръжности лежат на една права линия, перпендикулярна на равнините на окръжностите и наречена ос на въртене. Оста на въртене може да бъде разположена вътре в тялото и извън него. Оста на въртене в дадена референтна система може да бъде както подвижна, така и неподвижна. Например, в референтна система, свързана със Земята, оста на въртене на ротора на генератора в електроцентралата е неподвижна.
Когато избирате някои оси на въртене, можете да получите сложно въртеливо движение - сферично движение, когато точките на тялото се движат по протежение на сферите. При въртене около фиксирана ос, която не минава през центъра на тялото или въртяща се материална точка, въртеливото движение се нарича кръгово.
Въртенето се характеризира с ъгъл, измерен в градуси или радиани, ъглова скорост (измерена в rad/s)
С равномерно въртене (T - период на въртене)
Честота на въртене(ъглова честота) - броят на оборотите за единица време.
Период на ротация- времето на една пълна революция. Периодът на въртене и неговата честота са свързани чрез съотношението
Линейна скоростточка, разположена на разстояние R от оста на въртене
Ъглова скороствъртенето на тялото е векторна величина.
Връзката между модула на линейната скорост υ и ъгловата скорост ω:
Ускорението е насочено по радиуса към центъра на окръжността.
Той е извикан нормалноили центростремително ускорение ... Модулът на центростремителното ускорение е свързан с линейните υ и ъглови ω скорости чрез съотношенията:
2. Радиокомуникацията е вид безжична комуникация, при която радиовълните, разпространявани в пространството, се използват като сигнал.
Принципът на радиокомуникацията се основава на предаването на сигнал от предавателно устройство, съдържащо предавател и предавателна антена, чрез преместване на радиовълни в открито пространство към приемно устройство, съдържащо приемна антена и радиоприемник. Хармоничните трептения с носеща честота, принадлежаща към радиочестотен диапазон, се модулират в съответствие с предаваното съобщение. Модулираните RF вълни са радиосигнал.
От предавателя радиосигналът влиза в антената, с помощта на която се възбуждат съответно модулирани електромагнитни вълни в околното пространство. Движейки се свободно, радиовълните достигат до приемната антена и възбуждат електрически трептения в нея, които след това се подават към радиоприемника. Полученият радиосигнал влиза в електронния усилвател, демодулира се, след което се извлича сигнал, подобен на сигнала, който модулира трептенията с носещата честота в радиопредавателя. След това допълнително усиленият сигнал се преобразува от подходящо възпроизвеждащо устройство в съобщение, подобно на оригиналното.
Най-важният етап в развитието на радиокомуникациите е създаването през 1913 г. на непрекъснат електромагнитен осцилатор. В допълнение към предаването на телеграфни сигнали, състоящи се от къси и по-дълги импулси ("точки" и "тирета") на електромагнитни вълни, стана възможна надеждна и висококачествена радиотелефонна комуникация - предаването на реч и музика с помощта на електромагнитни вълни.
Трудността при предаването на аудиосигнал е, че за радиокомуникацията са необходими високочестотни вибрации, а за звуковия обхват са необходими нискочестотни вибрации, за чието излъчване е невъзможно да се конструират ефективни антени. Следователно вибрациите на звуковата честота трябва да се наслагват по един или друг начин върху вибрациите на високата честота, които вече ги пренасят на дълги разстояния.
Радиопредавателното устройство съдържа следните основни елементи:
Главен осцилатор на високочестотни трептения, преобразуващ енергията на източник на постоянно напрежение в хармонични трептения с висока честота. Честотата на тези вибрации се нарича носител. Тя трябва да бъде строго постоянна;
Преобразувател на сигнал в електрически сигнал, използван за модулиране на колебанията на носещата честота. Типът на преобразувателя зависи от физическото естество на предавания сигнал: за звуков сигнал преобразувателят е микрофон, за предаване на изображение - предавателна телевизионна тръба:
Модулатор, който модулира високочестотен сигнал в съответствие с честотата на аудиосигнал, носещ информация за предаване;
Обикновено има един или два модулирани стъпала на усилвател на мощност;
Излъчваща антена, предназначена да излъчва електромагнитни вълни в околното пространство.
Радиоприемното устройство е проектирано да приема информация, предавана с помощта на електромагнитни вълни, излъчвани от предавателната антена на радиопредавателя.
Радиоприемното устройство съдържа следните основни елементи:
Приемащата антена се използва за улавяне на електромагнитни вълни. Има антени, предназначени за вибрации със строго определена честота (настроени антени) и антени, които не са настроени на определена честота (антени за всички вълни). В последния случай в антената възникват принудителни модулирани трептения, възбудени от различни радиостанции;
Резонансна верига, настроена на специфична честота, която избира полезен сигнал от множество сигнали, получени от антената;
В RC, в резултат на резонанс, амплитудата на напрежението на получените трептения се увеличава. Това обаче не генерира допълнителна радиочестотна енергия и не увеличава мощността на приемания сигнал. Освен това той дори намалява донякъде поради неизбежната загуба на енергия върху активното съпротивление на входната верига. Силата на получения сигнал е изключително ниска. Следователно във високочестотния усилвател напрежението на получения сигнал се увеличава и неговата мощност се увеличава;
Детекторна каскада. Тук усиленият модулиран високочестотен сигнал се преобразува и от него се извлича бейслентов сигнал, носещ информацията, която трябва да се предаде. Следователно, откриването е обратният процес на модулацията. Като детектор се използват устройства с нелинейна характеристика - електронни лампи и полупроводникови устройства;
Нискочестотен усилвател. Нискочестотното модулиращо напрежение, изолирано в стъпалото на детектора, е малко и се усилва в нискочестотен усилвател;
След усилване нискочестотният сигнал отива към високоговорителя (телефона).
Чрез радарсе нарича откриване на обекти и измерване на техните координати с помощта на радиовълни. Радарът се основава на факта, че радиовълните се разпространяват по права линия, с постоянна скорост и се отразяват от обекти, срещнати по пътя им. Инсталацията за радар се нарича радарили радар, който се състои от предавателна и приемаща части (фиг.16 а). Предавателната част е източник на високомощни радиовълни с честота в диапазона от 10 7 до 10 11 Hz, които се събират с помощта на антена в тесен лъч, насочен към обекта.
Част от лъча, отразен от обекта, се разпространява обратно в посоката на радара и се улавя от неговата антена и приемна част. Предавателната част излъчва вълни под формата на кратки импулси с продължителност около 10 -6 s. В интервалите между тези излъчени импулси приемащата част на радара улавя импулсите, отразени от обекта, и определя интервала от време Tизразходвани от радиовълни по пътя до обекта и обратно. Познавайки Tи скоростта на радиовълните с, лесно за изчисляване на разстоянието до обекта С:
S = ct / 2
Телевизията се отнася до предаването и приемането на видео информация с помощта на електромагнитни вълни.
Телевизионната схема основно съвпада със схемата за радиоразпръскване. Разликата е, че трептенията в предавателя се модулират не само от звукови сигнали, но и от сигнали на изображението. Оптичните сигнали в предаващия ТВ-метър се преобразуват в електрически. Модулирана електромагнитна вълна носи информация на дълги разстояния. В телевизионния приемник високочестотният сигнал се разделя на три сигнала: сигнал за картина, звуков сигнал и управляващ сигнал. След усилване тези сигнали влизат в техните блокове и се използват по предназначение.
За възпроизвеждане на движение се използва принципът на киното: изображението на движещ се обект (кадър) се предава десетки пъти в секунда (в телевизията 50 пъти). Преобразуването на изображението на рамката в електрически сигнали се извършва с помощта на иконоскоп. Изображение на обект се проектира върху екрана на иконоскопа с помощта на оптична система (леща). Същият сигнал се получава в телевизионен приемник, където сигналът се преобразува във видимо изображение на CRT екрана.
За да може промяната на изображението на телевизионния екран да изглежда гладка за човек, изображението на екрана се променя 25 пъти в секунда. В този случай всяка картина на екрана се създава в резултат на 625 хоризонтални хода на лъча, постепенно движещи се във вертикална посока. Следователно, за да се предават промените в яркостта и цвета във всяка точка на екрана, настъпващи при честота 25 Hz, е необходима носеща честота, по-висока от тази за радиокомуникациите - от 50 до 800 MHz.
Тъй като електромагнитните вълни, съответстващи на телевизионното излъчване, не се отразяват от йоносферата, те могат да се разпространяват от предаващата телевизионна антена само в рамките на линията на видимост. Следователно, за да предават по-нататък телевизионния сигнал, те се опитват да направят кулите на телевизионните антени възможно най-високи.
Сателит, разположен на височина от няколко десетки хиляди километра над земната повърхност, е способен да предава телевизионен сигнал от
