Một đài phát thanh vô tuyến muốn phát sóng đi rất xa trên Trái Đất phải dùng sóng
|
Sóng vô tuyến là sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài km được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến.
1/ Thang sóng vô tuyến, sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển: a/ Thang sóng vô tuyến:  b/ Sự truyền đi của sóng vô tuyến trong khí quyển của Trái đất: Các loại sóng vô tuyến: sóng dài, sóng trung, sóng cực ngắn bị các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh nên các sóng này không thể truyền đi xa, khoảng cách tối đa của sự truyền các sóng này là từ vài km đến vài chục km. Sóng ngắn vô tuyến cũng bị không khí hấp thụ mạnh, tuy nhiên trong một số vùng tương đối hẹp (tầng điện li), các sóng ngắn hầu như không bị hấp thụ. Trong tầng điện li (kéo dài từ độ cao 80km đến 800km) các phân tử không khí bị ion hóa rất mạnh do tác dụng của tia tử ngoại của ánh sáng Mặt trời, Các sóng ngắn vô tuyến phản xạ tốt trên tầng điện li cũng như trên mặt đất và mặt nước biển như ánh sáng, nhờ sự phản xạ liên tiếp mà các sóng ngắn có thể truyền đi rất xa (có thể lên đến vài chụ nghìn km) trên mặt đất. Hình minh họa quá trình sóng vô tuyến phát ra từ antent phản xạ tại tầng điện li và mặt đất, mặt nước biển đi đến nơi thu tín hiệu. Cách phân chia tầng khí quyển bao quanh trái đất Các sóng có tần số lớn hơn 30 MHz (các vi sóng) không phản xạ trên tầng điện li mà đi xuyên qua tầng này ra không gian vũ trụ. Tại đó chúng có thể gặp các anten parabol của các vệ tinh nhân tạo và phản xạ trở lại mặt đất. Các tín hiệu của vô tuyến truyền hình thường được phát bằng các vi sóng này. 2/ Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến (truyền thanh) Chỉ xét trong lĩnh vừng truyền thanh (phát thanh) Sóng vô tuyến dùng trong thông tin liên lạc truyền thanh là sóng điện từ cao tần trong dải sóng vô tuyến, sóng này được gọi là sóng mang Để truyền tải âm thanh đi xa phải dùng một bộ phận gọi là Micro để biến dao động của âm thành dao động điện có cùng tần số, tần số này ứng với một sóng điện từ gọi là sóng âm tần.Micro một thiết bị điện biến dao động của âm thanh thành dao động điện. Dao động điện này là một sóng điện từ gọi là sóng âm tần Âm thanh tai con người có thể nghe được có tần số từ 16Hz đến 20kHz. Sóng mang có tần số từ 500 kHz đến 900MHz, muốn truyền tải âm thanh phải dùng sóng mang nên phải sử dụng một mạch biến điệu để trộn sóng mang vào sóng âm tần, quá trình này gọi là biến điệu sóng mang. Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, người ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuyến đại. Quá trình biến điệu sóng mang của mạch phát thanh đài AM Quá trình phát sóng Radio AM Với các trạm phát và máy thu ở cách xa nhau, sóng mang sẽ phản xạ ở tần điện li và mặt đất, mặt nước biển nhờ đó mà tín hiệu có thể truyền đi được rất xa, đây là lí do người ta sử dụng sóng điện từ cao tần trong thông liên lạc Ở nơi thu tín hiệu phải tách sóng âm tần ra khỏi sóng mang cao tần sau đó đưa ra loa. Bộ phận làm việc này gọi là mạch tách sóng. Loa sẽ biến dao động điẹn thành dao động âm có cùng tần số. 4/ Sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến đơn giản: Sơ đồ máy phát thanh vô tuyến đơn giản Máy phát thanh vô tuyến đơn giản gồm: (1) Micro; (2) Mạch phát sóng điện từ cao tần; (3) Mạch biến điệu; (4) Mạch khuếch đại; (5) Anten phát. Sơ đồ khối của máy thu thanh đơn giản:Sơ đồ máy phát thanh vô tuyến đơn giản Máy phát thanh vô tuyến đơn giản gồm: (1) Anten thu; (2) Mạch chọn sóng; (3) Mạch tách sóng; (4) Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần; (5) loa. Tần số phát sóng vô tuyến là nguồn tài nguyên của Quốc gia chịu sự quản lý của Cục tần số vô tuyến điện. Mọi tổ chức, cá nhân (người sử dụng) sử dụng băng tần số (băng tần), tần số vô tuyến điện (tần số) và thiết bị phát sóng vô tuyến điện (thiết bị ) phải có giấy phép trừ trường hợp thiết bị sử dụng nằm trong danh mục thiết bị vô tuyến điện được sử dụng có điều kiện.Danh mục thiết bị vô tuyến điện được sử dụng có điều kiện do Bộ Thông tin Truyền thông quy định và công bố; các thiết bị trong danh mục này khi sử dụng phải tuân theo các điều kiện kỹ thuật và khai thác cụ thể của quy định. Nếu bạn sử dụng các máy phát sóng vô tuyến chưa được phép của nhà nước tùy vào mức độ vi phạm bạn có thể bị phạt tiền từ vài trăm ngàn, đến vài trăm triệu hoặc nặng hơn có thể bị xử lý hình sự (đi tù Xem thêm: nguồn: vật lý phổ thông ôn thi quốc gia Sóng ngắn trong vô tuyến điện có thể truyền đi rất xa trên Trái Đất là do A. phản xạ liên tiếp trên tầng điện li và trên mặt đất B. phản xạ một lần trên tầng điện li và trên mặt đất C. truyền thẳng từ vị trí này sang vị trí kia D. không khí đóng vai trò như trạm thu phát và khuếch đại
I. Mạch dao động hở. Anten. Quảng cáo Dụng cụ thu phát: Dùng Ăngten (là một mạch dao động LC hở) * Nguyên tắc thu phát: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và cộng hưởng điện * Một mạch dao động hở LC chỉ thu và phát được sóng điện từ có chu kì và tần số bằng chu kì và tần số riêng của mạch: II. Nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ. 1. Sóng âm tần: * Để truyền tải âm thanh đi xa phải dùng một bộ phận được gọi là Micro để biến dao động của âm thành dao động điện có cùng tần số, tần số này ứng với một sóng điện từ gọi là sóng âm tần. 2. Sóng mang * Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là các sóng mang. * Sóng mang thường dùng là các sóng điện từ cao tần. 3. Biến điệu sóng mang Để sóng mang truyền tải được những thông tin có tần số âm (hoặc hình ảnh), người ta tực hiện: * Biến âm thanh (hoặc hình ảnh) muốn truyền đi thành các dao động điện từ có tần số thấp gọi là các tín hiệu âm tần (hoặc tính hiệu thị tần). AM: Biến điệu biên độ. FM: Biến điệu tần số. * Dùng mạch biến điệu để “trộn” sóng âm tần với sóng mang. Việc làm này được gọi là biến điệu sóng điện từ. Sóng mang đã được biến điệu sẽ truyền từ đài phát đến máy thu. * Qua anten phát, sóng điện từ cao tần đã biến điệu được truyền đi trong không gian. 4. Tách sóng Ở nơi thu phải dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần (hoặc sóng tín hiệu) ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa (hoặc màn hình hiển thị). 5. Khuếch đại Để tăng cường độ của sóng truyền đi và tăng cường độ của tín hiệu thu được người ta dùng các mạch khuếch đại. 6. Sơ đồ khối của một máy phát thanh và máy thu thanh vô tuyến đơn giản Quảng cáo
III. Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển. 1. Sóng vô tuyến là các sóng điện từ dùng trong vô tuyến. Chúng có bước sóng từ vài m đến vài km. + Giống như các sóng điện từ khác, chúng truyền với vận tốc ánh sáng. Sóng vô tuyến xuất hiện tự nhiên do sét, hoặc bởi các đối tượng thiên văn. Sóng vô tuyến do con người tạo nên dùng cho radar, phát thanh, liên lạc vô tuyến di động và cố định và các hệ thống dẫn đường khác. Thông tin vệ tinh, các mạng máy tính và vô số các ứng dụng khác. Các tần số khác nhau của sóng vô tuyến có đặc tính truyền lan khác nhau trong khí quyển Trái Đất. + Theo bước sóng, người ta chia sóng vô tuyến thành các loại: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài. Quảng cáo
* Tầng điện li là lớp khí quyển bị ion hóa mạnh bởi ánh sáng Mặt Trời và nằm trong khoảng độ cao từ 80 km đếm 800 km, có ảnh hưởng rất lớn đến sự truyền sóng vô tuyến điện. * Các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn nhưng ít hấp thụ các vùng sóng ngắn. Các sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li và mặt đất. * Sóng dài: có năng lượng thấp, bị các vật trên mặt đất hấp thụ mạnh nhưng nước lại hấp thụ ít, do đó sóng dài và cực dài được dùng trong thông tin liên lạc dưới nước (VD: liên lạc giữa các tàu ngầm,...). Tuy nhiên, chúng bị yếu đi rất nhanh khi đi ra xa khỏi nguồn phát, vì vậy nguồn phát phải có công suất lớn. * Sóng trung: Ban ngày bị hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa. Ban đêm sóng ít bị hấp thụ, phản xạ tốt ở tầng điện li nên sóng có thể truyền đi xa. Sóng trung được dùng trong vô tuyến truyền thanh (thường sử dụng chỉ trong phạm vi một quốc gia). Tuy nhiên, về ban ngày thì ta chỉ bắt được các đài ở gần, còn về ban đêm sẽ bắt được các đài ở xa hơn (ban đêm nghe đài sóng trung rõ hơn ban ngày). * Sóng ngắn: có năng lượng lớn, bị phản xạ nhiều lần giữa tầng điện ly và mặt đất. Do đó một đài phát sóng ngắn có công suất lớn có thể truyền sóng tới mọi điểm trên Trái Đất. Sóng ngắn thường được dùng trong liên lạc vô tuyến hàng hải và hàng không, các đài phát thanh,... * Sóng cực ngắn: không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ, nó xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ. Sóng cực ngắn thường được dùng trong việc điều khiển bằng vô tuyến, trong vô tuyến truyền hình, trong thông tin vũ trụ,... * Chú ý: Vô tuyến truyền hình dùng các sóng cực ngắn, không truyền được xa trên mặt đất, không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ, nó xuyên qua tầng điện li. Muốn truyền hình đi xa, người ta phải đặt các đài tiếp sóng trung gian, hoặc dùng vệ tinh nhân tạo để thu rồi phát trở về Trái Đất. 2. Liên lạc vô tuyến. + Để thu được tín hiệu vô tuyến, ví dụ như từ các đài vô tuyến AM/FM, cần một anten vô tuyến. Tuy nhiên, anten sẽ nhận được hàng ngàn tín hiệu vô tuyến tại một thời điểm, một bộ dò sóng vô tuyến là cần thiết để điều chỉnh tới một tần số cụ thể (hay dải tần số). Điều này được thực hiện thông qua một khung cộng hưởng (đây là một mạch với tụ điện và cuộn cảm). + Khung cộng hưởng được thiết kế để cộng hưởng với một tần số cụ thể (hay băng tần), do đó khuếch đại sóng sin ở tần số vô tuyến cần thu, trong khi bỏ qua các sóng sin khác. Thông thường, hoặc điện cảm hoặc tụ điện sẽ được điều chỉnh, cho phép người dùng thay đổi tần số muốn thu. Xem thêm Tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 12 ngắn gọn, chi tiết khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
dao-dong-va-song-dien-tu.jsp |
