Из истории развития физики, страница 164 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 32. Принципы радиосвязи и телевидения. Вопросы - страница 164.

Условие.

Из истории развития физики

Для обнаружения и регистрации электромагнитных колебаний Попов сконструировал прибор – грозоотметчик. Схема грозоотметчика Попова приведена на рис. 169. Она включает батарею 1, телефоны 2, трубку (когерер) с металлическим порошком и двумя электродами 3, приёмный проводник (антенна) 4 и заземление 5. В когерере металлический порошок обладает особым свойством – резко изменять своё электрическое сопротивление под действием электромагнитного излучения. Под воздействием электромагнитных волн высокой частоты, например электрического разряда, сопротивление металлического порошка уменьшается. Если встряхнуть трубку с помощью электрического звонка (автоматическое устройство), сопротивление опилок электрическому току снова возрастает.

Рис. 169

а) Какой элемент приведённой схемы служит антенной в грозоотметчике Попова?

б) Как работает грозоотметчик во время грозы?

Решение.

а) Какой элемент приведённой схемы служит антенной в грозоотметчике Попова?

В тексте прямо указано, что «приёмный проводник (антенна) 4» является одним из элементов схемы. На рисунке 169 под номером 4 изображён вертикальный провод, который и выполняет функцию антенны, улавливающей электромагнитные волны.

Ответ: Антенной в грозоотметчике Попова служит элемент, обозначенный на схеме цифрой 4.

б) Как работает грозоотметчик во время грозы?

Принцип работы грозоотметчика основан на свойстве когерера (трубки с металлическим порошком, элемент 3) резко уменьшать своё электрическое сопротивление под воздействием электромагнитных волн.

Процесс работы прибора во время грозы выглядит следующим образом:

1. Грозовой разряд (молния) создаёт в пространстве мощную электромагнитную волну.

2. Антенна (4) улавливает эту волну, в ней возникают высокочастотные колебания электрического тока.

3. Эти колебания передаются на когерер (3). Под их действием металлические опилки в когерере «спекаются», то есть образуют между собой хороший электрический контакт. В результате электрическое сопротивление когерера резко падает (с сотен тысяч ом до нескольких сотен ом).

4. Когерер включён в цепь постоянного тока, содержащую источник питания — батарею (1) и индикатор — телефоны (2). Из-за резкого падения сопротивления когерера сила тока в этой цепи, согласно закону Ома $I = U/R$, значительно возрастает.

5. Увеличение силы тока приводит к срабатыванию индикатора — в телефонах (2) раздается громкий щелчок или звук, который сигнализирует о регистрации грозового разряда.

6. Для того чтобы прибор мог зарегистрировать следующий разряд, необходимо восстановить высокое сопротивление когерера. Для этого трубку нужно было встряхнуть, чтобы нарушить контакт между опилками. В более поздних конструкциях А. С. Попов добавил автоматическое устройство — электрический звонок, молоточек которого ударял по когереру после каждого срабатывания, возвращая его в исходное состояние.

Ответ: Во время грозы молния излучает электромагнитные волны. Антенна (4) улавливает эти волны, под действием которых сопротивление когерера (3) резко падает. В результате в цепи, состоящей из батареи (1) и телефонов (2), возникает электрический ток, и в телефонах раздается звуковой сигнал, регистрирующий грозовой разряд.