Program kursu
- Pola fizyczne o dużym zasięgu.
- Pole elektryczne i prawo Coulomba.
- Wytwarzanie fali EM.
- Natężenie fali EM oraz jej zmienność z odległością od źródła.
- Nadawanie i odbieranie sygnału EM.
Opis kursu
W Lekcji 1 zapoznaliśmy się z zagadnieniem przesyłania informacji i analizowaliśmy komunikat głosowy jako jeden z podstawowych sposobów wymiany informacji w życiu codziennym. Bezpośrednia komunikacja głosowa ma jednak dużą wadę – bardzo ograniczony zasięg. Telefonia klasyczna w dużej mierze jest tej wady pozbawiona, wymaga jednak połączenia przewodowego pomiędzy nadawcą i odbiorcą. Do komunikacji mobilnej, bezprzewodowej, konieczne jest wykorzystanie pól fizycznych o dużym zasięgu. W fizyce znamy dwa takie pola: grawitacyjne oraz elektromagnetyczne. Które z nich i dlaczego wykorzystywane jest w telefonii bezprzewodowej dowiesz się z niniejszej lekcji. Po przerobieniu materiału uczeń będzie umiał wytłumaczyć, dlaczego fale EM są obecnie szeroko stosowanym nośnikiem informacji, wyjaśni podstawowe mechanizmy generowania fal EM oraz będzie umiał korzystać z prawa opisującego ilościowo spadek wartości natężenia pola elektrycznego oraz natężenia fali EM wraz z odległością od źródła.
Słownik
Antena dipolowa (dipol) – układ dwóch symetrycznie ułożonych przewodów; przy zasilaniu prądem przemiennym generuje falę EM, przy czym kierunkiem o największym natężeniu emitowanej fali jest kierunek prostopadły do osi, wzdłuż której umieszczone są przewody; może też służyć jako odbiornik fal EM.
Fala elektromagnetyczna (EM) – zaburzenie pola elektromagnetycznego wywołane przez poruszające się z przyspieszeniem ładunki elektryczne.
Linie pola – linie w przestrzeni skierowane zgodnie z kierunkiem wektora natężenia pola; w przypadku nieruchomego ładunku elektrycznego są to półproste zaczepione na ładunku i rozchodzące się promieniście do nieskończoności.
Natężenie pola elektrycznego – wektor, którego wartość zależy od siły, z którą pole działa na jednostkowy dodatni ładunek próbny; obliczane z prawa Coulomba; jego jednostką w układzie SI jest [V/m].
Natężenie fali elektromagnetycznej – wielkość opisująca energię niesioną przez zaburzenie pola EM. Jednostka – W/m2 (wat na metr kwadratowy).
Pole elektromagnetyczne (EM) – pole fizyczne o zasięgu nieskończonym wytwarzane przez ładunki elektryczne.
Materiały dodatkowe
- Prosty eksperyment demonstrujący przesyłanie fal EM (tytuł w języku angielskim: Science Project – Easy experience to detect electromagnetic waves), https://www.youtube.com/watch?v=epm01iHAJcs.
- Animacja obrazująca emisję fali EM przez antenę dipolową:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Dipole.gif.
***
Projekt „Sprawna telekomunikacja mobilna jako klucz do rozwoju i bezpieczeństwa" zrealizowany przez Ministerstwo Cyfryzacji we współpracy z Instytutem Łączności - Państwowym Instytutem Badawczym w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa Działanie 3.4. Cel kampanii to zwiększenie świadomości Polaków w zakresie działania, wykorzystania, bezpieczeństwa i znaczenia mobilnych sieci telekomunikacyjnych, a tym samym usług (w tym publicznych) opartych o te sieci. W ramach projektu zrealizowane zostały działania w następujących obszarach: walka z dezinformacją, edukacja, podstawy prawne procesu inwestycyjnego, bezpieczeństwo i jakość życia.
Podobne kursy
Fizyka
Grawitacja i elementy astronomii – bliskie i nieco dalsze kosmiczne sąsiedztwo Ziemi
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs omawia podstawowe prawa dotyczące zagadnienia grawitacji.
Fizyka
Fizyka atomowa i jądrowa – elementarna rzecz o elementarnych składnikach materii
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs omawia zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne oraz zapoznaje uczestników z budową atomu.
Fizyka
Ruch punktu materialnego – opis ruchu postępowego oraz jego przyczyn
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Kurs dotyczy podstawowych zagadnień z zakresu kinematyki oraz dynamiki punktu materialnego. Poznaj zasady dynamiki Newtona i naucz się wykorzystywać narzędzia technologii informacyjnej podczas rozwiązywania zadań z fizyki.
Fizyka
Mechanika bryły sztywnej – co się dzieje, gdy ciało się obraca
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest przekazanie uczestnikom wiedzy z zakresu ruchu obrotowego bryły sztywnej.
Fizyka
Energia mechaniczna – o tym, że aby mieć coś trzeba się napracować
Szkoła podstawowa, Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie uczestników z definicją pracy i jej związkiem z różnymi rodzajami energii mechanicznej.
Fizyka
Grawitacja – o oddziaływaniu między masami
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie ze zjawiskami, których przyczyną jest siła oddziaływania grawitacyjnego.
Fizyka
Termodynamika – co się dzieje we wnętrzu substancji, gdy ją ogrzewamy
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs przekazuje uczestnikom wiedzę z zakresu zjawisk cieplnych.
Fizyka
Ruch harmoniczny i fale mechaniczne – jak to się dzieje, że słyszymy
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie uczestników z zagadnieniami związanymi z ruchem drgającym, zjawiskami falowymi oraz z wiadomościami dotyczącymi zjawisk charakterystycznych dla fal dźwiękowych.
Fizyka
Pole elektryczne – czy da się schwytać pioruny
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie uczestników ze zjawiskami zachodzącymi podczas elektryzowania ciał.
Fizyka
Prąd stały – dlaczego świeci żarówka?
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs przekazuje uczestnikom wiedzę dotyczącą prądu stałego.
Fizyka
Magnetyzm, indukcja magnetyczna – jak elektrownie „robią” prąd
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kursu omawia wiadomości z zakresu pola magnetycznego oraz indukcji magnetycznej.
Fizyka
Optyka i kwanty promieniowania – jak to się dzieje, że widzimy
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs ma na celu przekazanie uczestnikom wiedzy o świetle.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 1 – Przesyłanie informacji
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć związanych z różnymi postaciami informacji oraz jej przesyłania.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 2 – Pole elektromagnetyczne jako nośnik informacji
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Zaznajomienie ucznia z możliwymi zastosowaniami pola elektromagnetycznego (EM) w zakresie przesyłania informacji.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 3 – Ruch falowy
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć dotyczących ruchu falowego.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 4 – Widmo sygnału
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć związanych z widmową analizą sygnałów.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 5 – Filtracja sygnału
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć związanych z filtracją sygnałów.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 6 – Fale elektromagnetyczne i przeszkody
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych informacji na temat zjawisk towarzyszących rozchodzeniu się fal elektromagnetycznych w środowisku z przeszkodami materialnymi.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 7 – Modulacja amplitudowa - AM
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowej koncepcji modulacji amplitudowej fali nośnej (AM).
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 8 – Modulacja fazowa i częstotliwościowa
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowej koncepcji modulacji fazowej (PM) i częstotliwościowej (FM) fali nośnej.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 9 – Zastosowania modulacji sygnału
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie zastosowań modulacji sygnału oraz metod formowania sygnału modulującego.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 10 – Sieć komórkowa
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowej koncepcji sieci komórkowej i jej funkcjonowania.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 11 – Pole elektromagnetyczne a zdrowie
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie zagadnień dotyczących wpływu pola elektromagnetycznego na organizmy żywe, w tym człowieka.
Informacje o kursie
Pole i fale. Lekcja 2 – Pole elektromagnetyczne jako nośnik informacji
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
