Номер 5, страница 64, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 78. Исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 5, страница 64.

Условие.

• Первое радио. История и применение.

Решение.

История

Изобретение радио не является заслугой одного человека, а представляет собой результат работы нескольких выдающихся учёных и инженеров в разных странах на протяжении конца XIX века. Этот процесс можно разделить на несколько ключевых этапов.

Теоретические предпосылки. В 1860-х годах шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл создал теорию электромагнитного поля. На основе своих уравнений он сделал вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве со скоростью света. Это стало теоретической базой для будущих открытий.

Экспериментальное доказательство. В 1887–1888 годах немецкий физик Генрих Герц провёл серию экспериментов, в ходе которых он впервые смог сгенерировать и зарегистрировать электромагнитные волны. Он создал первый в мире передатчик (вибратор Герца) и приёмник (резонатор). Герц доказал, что эти волны отражаются, преломляются и интерферируют, подобно световым волнам, тем самым подтвердив теорию Максвелла. Однако практического применения своему открытию он не видел.

Создание практических систем.

Александр Степанович Попов: В России «отцом радио» считается А. С. Попов. 7 мая 1895 года (этот день в РФ отмечается как День радио) на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге он продемонстрировал прибор, названный им «грозоотметчик». Это был чувствительный приёмник электромагнитных волн, предназначенный для регистрации атмосферных разрядов. В дальнейшем Попов усовершенствовал свою аппаратуру, и 24 марта 1896 года осуществил первую публичную передачу радиограммы из двух слов — «Генрих Герц» — на расстояние около 250 метров. Его работы легли в основу систем радиосвязи для российского военно-морского флота.

Гульельмо Маркони: Итальянский инженер и предприниматель Гульельмо Маркони считается на Западе изобретателем радио. Проводя свои опыты с 1894 года, он сосредоточился на создании коммерчески успешной системы беспроводной телеграфии. В 1896 году он переехал в Великобританию, где получил патент на своё изобретение. Маркони систематически увеличивал дальность передачи сигнала, и его главным достижением стала первая трансатлантическая радиопередача в декабре 1901 года, которая доказала, что радиоволны могут огибать кривизну Земли.

Никола Тесла: Американский изобретатель сербского происхождения Никола Тесла внёс фундаментальный вклад в радиотехнику. Ещё в 1893 году он описал и продемонстрировал основные принципы радиосвязи. Он разработал мачтовую антенну и резонансные трансформаторы (катушки Теслы), которые многократно увеличивали напряжение и были ключевыми для создания мощных передатчиков. Долгое время его приоритет оспаривался, но в 1943 году Верховный суд США признал его патенты на основные принципы радиосвязи приоритетными по отношению к патентам Маркони.

Таким образом, вопрос о «первом радио» является предметом исторических дискуссий, так как Попов, Маркони и Тесла работали параллельно и независимо друг от друга, создавая первые действующие системы беспроводной связи.

Применение

С момента своего изобретения радио прошло огромный путь, и его применение кардинально изменило цивилизацию.

1. Беспроводная телеграфия (конец XIX – начало XX века). Первоначально радио использовалось исключительно для передачи сообщений азбукой Морзе. Ключевыми сферами стали:
• Морская связь: Радио обеспечило связь кораблей с берегом и между собой, что произвело революцию в мореплавании. Наиболее яркий пример — спасение более 700 пассажиров «Титаника» в 1912 году благодаря переданному сигналу бедствия SOS.
• Военное дело: Армии и флоты получили возможность оперативно координировать свои действия на больших расстояниях.

2. Радиовещание (с 1920-х годов). С изобретением электронных ламп стала возможна передача голоса и музыки. Началась эра радиовещания. Радиоприёмники стали массовым явлением, а радиостанции — главным источником новостей, музыки, развлекательных и образовательных программ. Радио превратилось в мощнейшее средство массовой информации и пропаганды.

3. Современные применения. Сегодня технологии, основанные на радиоволнах, проникли практически во все сферы жизни:
• Связь: Сотовая связь (включая 5G), Wi-Fi, Bluetooth, спутниковая связь — всё это разновидности радиосвязи.
• Навигация и радиолокация: Глобальные навигационные системы (GPS, ГЛОНАСС) используют радиосигналы со спутников. Радары применяются в авиации, судоходстве, метеорологии и военном деле.
• Дистанционное управление: Пульты для телевизоров, автомобильные брелоки, автоматические ворота, беспилотники (дроны) управляются по радиоканалу.
• Наука: Радиоастрономия изучает Вселенную, улавливая радиоизлучение от далёких галактик, звёзд и других космических объектов.
• Медицина: Магнитно-резонансная томография (МРТ) — метод диагностики, использующий радиоволны в сильном магнитном поле для получения изображений внутренних органов.
• Бытовая техника: Микроволновые печи используют радиоволны сверхвысокой частоты для разогрева пищи.

Ответ: Изобретение радио является коллективным достижением науки и техники конца XIX века, где ключевые вклады внесли теоретик Максвелл, экспериментатор Герц, а также инженеры Попов, Маркони и Тесла, создавшие первые практические системы связи. Изначально радио применялось для беспроводного телеграфа на флоте и в армии. В XX веке оно стало основой для массового радиовещания (передачи голоса и музыки). Сегодня радиоволны используются повсеместно: в мобильной связи, интернете (Wi-Fi), навигации (GPS), радиолокации, дистанционном управлении, радиоастрономии и медицине (МРТ).