Номер 2, страница 214 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 50. Шкала электромагнитных волн. Темы докладов и проектов - номер 2, страница 214.

Условие.

2. Современные средства связи.

Решение.

История изобретения радио.

Изобретение радио не было единовременным актом, а стало результатом работы многих ученых и инженеров в разных странах на протяжении нескольких десятилетий. История его создания — это цепь теоретических открытий и практических экспериментов.

Теоретическая основа: В 1860-х годах шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл создал теорию электромагнитного поля. Его знаменитые уравнения (уравнения Максвелла) теоретически предсказывали существование электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве со скоростью света. Это стало фундаментальной основой для будущих открытий.

Экспериментальное подтверждение: В 1887-1888 годах немецкий физик Генрих Герц провел серию блестящих экспериментов. Он сконструировал первый в мире передатчик (вибратор Герца) и приемник (резонатор). С их помощью он экспериментально доказал существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом, изучил их свойства: отражение, преломление, поляризацию и измерил их скорость. Однако Герц не видел практического применения своим открытиям.

Первые практические шаги и спор о приоритете: На основе работ Герца несколько изобретателей в разных частях света практически одновременно и независимо друг от друга подошли к созданию аппаратуры для беспроводной связи.
• Александр Степанович Попов: В России принято считать изобретателем радио именно его. 7 мая 1895 года (этот день в России отмечается как День радио) на заседании Русского физико-химического общества Попов продемонстрировал созданный им прибор — «грозоотметчик», который был предназначен для регистрации электромагнитных волн от грозовых разрядов. По сути, это был первый радиоприемник, состоявший из антенны, когерера (трубки Бранли) и электрического звонка. В марте 1896 года он осуществил передачу первой в мире радиограммы на расстояние около 250 метров, состоящей из двух слов: «Генрих Герц».
• Гульельмо Маркони: Итальянский инженер и предприниматель, который в 1894-1895 годах начал проводить опыты по беспроводной передаче сигналов. В отличие от многих ученых, Маркони сразу увидел коммерческий потенциал изобретения. Он значительно усовершенствовал систему, добавив заземление и применив более мощные передатчики, что позволило ему быстро увеличить дальность связи. В 1896 году он получил патент в Великобритании, а в 1901 году осуществил первую трансатлантическую радиопередачу, что принесло ему всемирную известность и Нобелевскую премию по физике в 1909 году (совместно с Карлом Брауном).
• Никола Тесла: Американский изобретатель сербского происхождения также внес огромный вклад. Еще в 1893 году он описал и продемонстрировал принципы радиосвязи, а в 1897 году получил патенты на основные устройства радиопередачи и радиоприема. Его разработки в области высокочастотных токов и трансформаторов (катушка Теслы) легли в основу многих радиосистем. В 1943 году Верховный суд США подтвердил приоритет Теслы в изобретении радио, отменив некоторые ключевые патенты Маркони.

Таким образом, изобретение радио является коллективным достижением, в которое внесли вклад теоретики, экспериментаторы и инженеры-практики. Спор о том, кого считать единоличным изобретателем, продолжается до сих пор, но очевидно, что работы Попова, Маркони и Теслы были ключевыми в превращении теоретической возможности в технологию, изменившую мир.

Ответ: Изобретение радио стало возможным благодаря теоретическим работам Максвелла, экспериментам Герца и практическим разработкам множества ученых, среди которых ключевую роль сыграли А. С. Попов, продемонстрировавший первый радиоприемник в 1895 году, Гульельмо Маркони, который первым запатентовал и коммерциализировал технологию, и Никола Тесла, чьи патенты легли в основу радиоаппаратуры.

2. Современные средства связи.

Современные средства связи — это сложный комплекс технологий и систем, предназначенных для передачи информации на любые расстояния. Они кардинально изменили общество, экономику и повседневную жизнь людей. Их можно разделить на несколько основных категорий.

Проводная связь:
• Оптоволоконная связь: Является основой современного интернета и магистральных линий связи. Информация передается в виде световых импульсов по тонким стеклянным или пластиковым волокнам, что обеспечивает огромную скорость (до сотен терабит в секунду) и дальность передачи с минимальными помехами.
• Телефонные линии (DSL, VoIP): Традиционные медные телефонные провода все еще используются для доступа в интернет по технологии DSL. Однако все большую популярность приобретает IP-телефония (VoIP), где голосовой сигнал передается по интернет-каналам.
• Коаксиальные кабели: Используются в основном для кабельного телевидения и широкополосного доступа в интернет, обеспечивая высокую скорость передачи данных.

Беспроводная связь:
• Сотовая (мобильная) связь: Наиболее распространенный вид связи. Прошла несколько этапов развития (поколений): 1G (аналоговая), 2G (цифровая, SMS), 3G (мобильный интернет), 4G/LTE (высокоскоростной интернет), 5G (сверхвысокие скорости, минимальная задержка, интернет вещей - IoT). Сеть состоит из базовых станций (сот), которые обеспечивают покрытие определенной территории.
• Спутниковая связь: Обеспечивает связь в труднодоступных районах. Используется для телевещания, навигации (GPS, ГЛОНАСС), телефонии и доступа в интернет (например, системы Starlink, Iridium).
• Wi-Fi (Wireless Fidelity): Технология беспроводных локальных сетей (WLAN). Позволяет устройствам подключаться к интернету или обмениваться данными друг с другом в радиусе от десятков до сотен метров от точки доступа.
• Bluetooth: Технология для обмена данными на коротких расстояниях (до 10-100 метров). Широко используется для подключения периферийных устройств: наушников, клавиатур, смарт-часов.
• NFC (Near Field Communication): Связь ближнего действия (до 10 см). Применяется для бесконтактных платежей и быстрой синхронизации устройств.

Радиосвязь:
• Радиовещание (AM/FM): Традиционная передача звуковой информации для массовой аудитории.
• Профессиональная радиосвязь: Используется экстренными службами, военными, транспортными компаниями для оперативной координации.

Все эти технологии тесно интегрированы. Например, современный смартфон — это универсальное устройство, которое использует сотовую связь, Wi-Fi, Bluetooth, NFC и спутниковую навигацию.

Ответ: Современные средства связи включают проводные технологии (оптоволокно, интернет-кабели), обеспечивающие основу глобальной сети, и разнообразные беспроводные технологии: сотовую связь (4G, 5G), спутниковую связь (GPS, интернет), локальные сети (Wi-Fi) и персональные сети (Bluetooth, NFC), которые в совокупности обеспечивают повсеместный доступ к информации и коммуникации.