المجالات والإشارات – مجال الجاذبية والموجات الراديوية والإلكترونيات

ماذا تعرض

تجمع هذه المحاكاة ثلاثة نماذج من الفيزياء التطبيقية. يتناول نموذج مجال الجاذبية قمرًا صناعيًا في مدار دائري تؤدي فيه الجاذبية دور القوة المركزية: تتناقص شدة المجال g = GM/r² مع مربع المسافة، وتقل السرعة المدارية v = √(GM/r) ويزداد الزمن الدوري حتى يبلغ نحو 24 ساعة عند قرابة 6.6 من أنصاف أقطار الأرض، وهو المدار الثابت بالنسبة إلى الأرض. ويبيّن نموذج الراديو كيف تُحمَل الإشارة الصوتية على موجة حاملة عالية التردد بتضمين السعة أو التردد. أما نموذج الإلكترونيات فيُظهر كيف تحوّل الثنائيات التيار المتردد إلى تيار مستمر نابض، وكيف ينعّم مكثف التنعيم جهد الخرج.

طريقة الاستخدام

اختر موضوعًا من الألسنة. في «مجال الجاذبية» اسحب أفقيًا لتغيير نصف قطر المدار واقرأ g وv وT، ثم اضغط «المدار الثابت أرضيًا». في «الموجات الراديوية» اسحب لتغيير تردد الإشارة الصوتية، واستخدم «التحويل إلى FM» أو «التحويل إلى AM» لمقارنة الموجتين المضمّنتين. في «الإلكترونيات» استخدم «إلى الموجة الكاملة» و«إلى نصف الموجة» لمقارنة دائرتي التقويم، ثم اضغط «إضافة المرشح» ولاحظ كيف يصغر التموج في جهد الخرج. ويعيد «إعادة الضبط» الإعدادات الأولى للسان الحالي.

المعاملات القابلة للتغيير

• الموضوع الحالي 1. مجال الجاذبية, 2. إرسال الموجات الراديوية, 3. مدخل إلى الإلكترونيات
• نصف قطر مدار القمر الصناعي 1.1–10 أنصاف أقطار الأرض
• نوع تضمين الموجة الحاملة AM (تضمين السعة), FM (تضمين التردد)
• تردد الإشارة الصوتية 200–2000 Hz
• دائرة التقويم مقوم نصف الموجة (ثنائي واحد), مقوم الموجة الكاملة (جسر من أربعة ثنائيات)
• إضافة مكثف تنعيم عند الخرج

أسئلة للاستكشاف

1. هل يتحرك القمر الصناعي في مدار منخفض أسرع أم أبطأ من القمر الثابت بالنسبة إلى الأرض، وكيف يقارن زمنه الدوري؟
2. في تضمين AM وفي تضمين FM، أي خاصية من خصائص الموجة الحاملة تنقل المعلومات الصوتية؟
3. كيف يجعل مكثف التنعيم جهد الخرج أكثر انتظامًا بكثير من الموجة المقوَّمة وحدها؟