矿石收音机怎样接收广播

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水的波动

静静的湖水,假使投入一块石头,水面上立刻就播出一圈一圈的水波来,这是水的波动现象(图1)。我们可以看出远处水面上的小树叶也跟着摇荡起来,这就是说石头投进水时的动能,藉水波传播到远方去,小树叶因接受了水波带来的能力摇荡起来。当然离投石头的地方越远,摇荡的程度越弱。

图1
图1 🔍原图 (610×574)

空气的波动

声音是由物体振动而来的,因为物体振动后,它四周的空气也随着起了疏密的变化,耳朵里的鼓膜也起了同样的振动,我们就能听到声音(图2)。但是声音不能传播得很远,要想完成这个目的,就要靠无线电波。

图2
图2 🔍原图 (598×274)

无线电波

无线电波也叫做电磁波,就是由发射机发出高频率的电流流向天线,射入天空,和石头投入水中激起了水波相似,在天线附近的空间激起了电场和磁场的变化,由近到远的向天空传播,这时候我们说天线向空中辐射了电能。电磁波就是这样产生的(图3)。天线里电流的频率愈高,电场和磁场的变化愈快,辐射电能愈有效,所以有用的电磁波,它的频率是非常高的。在广播波段里是从每秒钟535千周到1,605千周,它的速率和光波一样快,每秒钟是3×10\(^{8}\)公尺,每秒钟能绕地球赤道七周半。

图3
图3 🔍原图 (530×347)
图4
图4 🔍原图 (535×494)

在图4里,我们用一条曲线代表电磁波在空中的变化情况,A到B是一周,AB长度或者两个峰顶间的距离就叫做波长,每秒钟振动的次数就是频率,根据这些关系,我们可以换算出波长和频率来,即

波长=\(\frac{速率(公尺/秒)}{频率(周/秒)}\),

频率=\(\frac{速率(公尺/秒)}{波长(公尺)}\)。

例如600千周是多少公尺的波长呢?

波长=\(\frac{3×100,000,000}{600,000}\)=3×1000;6=500公尺。

所以频率越高波长越短,频率越低波长越长。

成音频率

语言和音乐的频率是很低的,语言的频率每秒钟从300周到2700周,音乐的频率每秒钟从50周到15000周,这些低频率叫做成音频率。成音频率的电磁波是不能发射到天空去的。

调幅和检波

要想将成音频率传递到远方去,必须利用上面所说的高频率作为载波,就是成音频率放在高频率(载波)上面,藉高频率调幅后的调幅波的发射,将成音频率传输到远方去,这个作用叫做调幅,调幅波就是高频率随着成音频率变化的结果,如图5。图中A是成音频率,B是高频率载波,C是调幅波。现在把成音频率当作一批货物,高频率当作一列火车,要想将这批货物从甲地运到乙地去,必需将货物装上火车,藉火车运到目的地去,到了目的地后再从列车上卸下货物来,火车装货就好像“调幅”,火车卸货就好像是“检波”。简单说来检波作用就是从调幅波中卸下成音频率来,经过检波后我们就可以从“喇叭”里或者听筒里听到悦耳的音乐和语言来。

图5
图5 🔍原图 (658×404)

矿石检波器

检波的方法很多,最简便的就是利用矿石。矿石的种类很多,如硫化铅矿、方铅矿、红亚铅矿、黄铜矿和自然铜等几种。这些矿石都具有检波作用。矿石为什么会检波?因为矿石对于电有一种特珠的性质,对于某一流向电流所呈的阻力很小,但对于反向的电流所呈的阻力极大。也就是说某一面矿石当正电压加上时就有电流通过,加上负电压时就没有电流通过。如图6甲矿石的左边加上正电压时就有电流向箭头方向通过,可是当它左边加上负电压时如图乙就没有电流通过。也就是说高频率电流经过矿石后只有单向电流了。图7是用矿石作为检波的最简单的收音回路。当高频率调幅波(甲)从天线A经过线圈L\(_{1}\)到地线G。同时线圈L2就受到了感应作用经过可变电容器C\(_{1}\)调整,由L2、 C\(_{1}\)组成的调谐槽路的本身频率与外来某一电台的频率发生谐振的时候,L2、C\(_{1}\)回路对于所发生谐振的某电台的高频率调幅波的电流,阻力很小,而对其他电台的频率不发生谐振,阻力极大,就是说L2和C\(_{1}\)具有选择频率的作用,C1是可变的,可以组成许许多多本身频率,如图乙就是经L\(_{2}\)、 C1和甲发生谐振后,电压加一次放大,经过矿石检波器D,正电压的高频率调幅波可以通过D,如图丙只余上面部分通过,结果得到了成音频率如图丁,因此听筒R就可以听到声音了。(林葆浏)

图6
图6 🔍原图 (859×572)
图7
图7 🔍原图 (684×443)