不同材料对无线电波的反射能力
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课题名称 |
探究不同材料对无线电波的反射效果 |
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课 题 组 成 员 及 有 关 情 况 |
姓名 |
性别 |
班级 |
职务 |
学号 |
陈冯意 |
男 |
高一14 |
政治课代表 |
21 |
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赵可珍 |
女 |
高一1 |
无 |
24 |
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王彭诗童 |
女 |
高一1 |
信息课代表 |
14 |
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曹愉涵 |
女 |
高一2 |
英语课代表和团支书 |
01 |
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邓惠仁 |
男 |
高一14 |
班长 |
24 |
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课 题 研 究 的 目 的 及 主 要 内 容 |
目的:通过实验探究不同材料对无线电波的反射效果 主要内容:对比了不同材料对于无线电波的反射效果,通过对小车控制的最远距离来反映不同材料的反射效果,实验表明在参与实验的所有材料中(塑料,橡胶,无纺布,铝箔,铁丝网)中,铁丝网的反射能力最强,铝箔次之,无纺布和塑料反射能力接近,均较弱。同时探究了射电望远镜旋转反射面理想材质,鉴于铁和铝性质的差异,FAST射电天文望远镜选择铝作为反射面材料,更适合FAST所处的环境。
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研 究 假 设 |
金属材料对无线电波的反射能力比非金属材料更强 |
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研 究 方 法 |
采用了控制变量法,通过改变包裹遥控器的不同材料,比较不同材料下控制小车的最远距离,探究不同材料对无线电波的反射效果 |
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研 究 步 骤 (各 阶 段 的 主 要 内 容 和 时 间 安 排) |
1.实验前准备工作 借助螺丝刀将遥控器上的金属天线去除,防止小车反应过于灵敏,难以测定不同材料包裹遥控器时,小车对无线电波相应距离的差异。将拉直的皮卷尺至于地面,并在零刻度线处贴上铝箔胶带作为小车起始位置的定位胶带。 2.实验过程 用不同的材料包裹遥控器,对准小车按下前进按钮并由远及近逐步缩短与小车之间的距离,记录下小车刚刚开始移动时遥控器与小车间的距离即为此种情况下无线电波控制小车的最远距离。(图二)每种材料重复测定三次,并将实验结果记录在表格中。 实验结果 通过上述实验我们发现,在不同材料包裹下,遥控器最远控制距离不同,最远控制距离越近,代表对无线电波反射能力越强。所有材料中,铁丝网对无线电波反射能力最强,铝箔次之。塑料和无纺布反射能力相近,都较弱。由此可见,射电望远镜反射面材质用金属,更利于馈源对无线电波信号的收集。
拓展探究 提出问题:为什么FAST射电天文望远镜用了铝质材料而未用反射能力最强的铁质材料?
通过查阅资料我们发现FAST总面积25万平方米的主动反射面系统由4450块反射面单元组成,每块反射面又由100块铆接式铝制冲孔小面板拼接而成。 进一步查阅有关铝和铁的资料,我们整理出了以下可能有关的因素
通过我们小组讨论后,对先前提出的问题做出了如下回答: 结合FAST位于中国贵州省黔南布依族苗族自治州境内平塘县大窝凼洼地,处于亚热带季风气候区,夏热冬温,四季分明,季风发达。最热月平均气温一般高于22摄氏度,最冷月气温在0-15摄氏度之间。年降水量多在800-1600毫米,夏半年降水通常占全年的70%。此地空气较为潮湿,若采用铁质镜面,则较容易生锈,影响工作性能,加大保养难度。同时FAST的索网采取主动变位的独特工作方式,根据观测天体的方位,利用促动器控制下拉索,在500米口径反射面的不同区域形成直径为300米的抛物面,以实现天体观测。若采用铁质镜面,则会极大的增加重量,增加拉索的负担,对于镜面的变形是一个巨大的阻碍。 为了巩固水土,防止其流失,FAST采用了冲孔小面板为镜面下的植物提供阳光和水分,保证植物可以正常生长,铝的硬度较铁的要小,更质软,利于FAST望远镜的镜面的制作和加工。
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