Устройства, чиято основна цел е да измерват мощността на дозата на радиация (алфа, бета и гама, като се вземат предвид рентгеновите лъчи) и по този начин да проверяват радиоактивността на подозрителни обекти.
Дозиметричните уреди се използват за определяне нивата на радиация на земята, степента на замърсяване на дрехите, човешката кожа, храни, вода, фураж, транспорт и други различни предмети и предмети, както и за измерване на дозите на радиоактивно облъчване на хората. когато се намират на обекти и зони, замърсени с радиоактивни вещества.
Използват се за химичен анализ на въздуха, който дава информация за качествения и количествения състав на замърсителите и позволява да се предвиди степента на замърсяване. Основните вътрешни замърсители включват интериорни предмети, мебели, подови и таванни покрития, строителни и довършителни материали. Химичен анализвъздухът открива индикатори като прах, серен диоксид, азотен диоксид, въглероден оксид, фенол, амоняк, хлороводород, формалдехид, бензен, толуен и др.
Инструменти за измерване рН(pH стойност). Изследвайте активността на водородните йони в разтвори, вода, хранителни продукти и суровини, предмети заобикаляща средаи производствени системи, включително в агресивна среда.
Служи за оценка на качеството пия вода. Покажете количеството неорганични примеси, суспендирани във вода, главно соли на различни метали. В ежедневието те се използват за определяне на качеството на чешмяната вода, бутилираната вода, както и за контрол на ефективността на филтрите за пречистване на водата.
Преносими инструменти, предназначени за измерване на точното ниво на звука. Шумът се нарича замърсител на околната среда. Също така е вреден като тютюневия дим, като отработените газове, като радиационна активност. Шумът може да има общо четири вида източник. Поради това е обичайно да се разделя на: механични, хидромеханични, аеродинамични и електромагнитни. Съвременните устройства са в състояние да определят нивото на шума на всякакви механизми: земя, вода и дори електропроводи. Устройството ще ви позволи да измерите обективно нивото на силата на звука.
Преносими устройства, предназначени да измерват точното ниво на осветеност, произведена от различни източници на светлина. Обхватът на луксметрите е широк, което се обяснява преди всичко с тяхната висока спектрална чувствителност, която се доближава до чувствителността на човешкото око. Трябва да се помни, че някои източници на осветителни устройства, халогенни, флуоресцентни и дори LED лампи, след известно време на работа губят значително количество светлинен поток, общото осветление в стаята може да се влоши. Това не само ще намали зрителната острота на човек, но и ще повлияе на неговата умора. Осветеността трябва да се следи постоянно.
Устройства, предназначени за експресно определяне на количеството нитрати в зеленчуци, плодове, месо и други хранителни продукти. Не толкова отдавна за провеждането на такива изследвания беше необходима цяла лаборатория, сега може да се направи с едно компактно устройство.
Преносимите измервателни уреди за нитрати са придобили широка популярност поради своята компактност, ниска цена и лекота на използване. Нитратите присъстват в много торове, които се използват активно в селско стопанствоза повишаване на реколтата. Поради тази причина нитратите в зеленчуците и плодовете често се намират в значителни концентрации. Попадайки в човешкото тяло с храна, нитратите в големи количества могат да причинят отравяне с нитрати, различни нарушения и хронични заболявания.
Индикаторът за нитрати ще ви помогне да разпознаете опасните продукти навреме и да се предпазите от отравяне с нитрати.
печат
Измервател на слънчева радиация (луксметър)
В помощ на техническия и научния персонал са разработени много измервателни уреди, които да гарантират точност, удобство и ефективност. В същото време за повечето хора имената на тези устройства и още повече принципът на тяхната работа често са непознати. В тази статия ще разкрием накратко предназначението на най-често срещаните измервателни уреди. Информация и изображения на устройства бяха споделени с нас от уебсайта на един от доставчиците на измервателни уреди.
Спектърен анализатор- Това е измервателно устройство, което служи за наблюдение и измерване на относителното разпределение на енергията на електрически (електромагнитни) трептения в честотната лента.
Анемометър- устройство, предназначено за измерване на скоростта, обема на въздушния поток в помещението. Анемометърът се използва за санитарно-хигиенен анализ на територии.
Балометър- измервателен уред за директно измерванеобемен въздушен поток върху големи вентилационни решетки за захранване и изпускане.
Волтметъре устройство, което измерва напрежението.
Газов анализатор- измервателно устройство за определяне на качествения и количествения състав на газовите смеси. Газоанализаторите са ръчни или автоматични. Примери за газови анализатори: детектор за теч на фреон, детектор за течове на въглеводородно гориво, анализатор на броя на частиците, анализатор на димни газове, кислороден метър, водомер.
Хигрометъре измервателен уред, който служи за измерване и контрол на влажността на въздуха.
далекомер- устройство, което измерва разстоянието. Далекомерът също така ви позволява да изчислите площта и обема на обект.
Дозиметър- устройство, предназначено за откриване и измерване на радиоактивни емисии.
RLC метър- радиоизмервателно устройство, използвано за определяне на общата проводимост електрическа веригаи параметри на импеданса. RLCв името е съкращение от имената на схемите на елементите, чиито параметри могат да бъдат измерени от това устройство: R - съпротивление, C - капацитет, L - индуктивност.
Силометър- устройство, което се използва за измерване на мощност електромагнитни трептениягенератори, усилватели, радиопредаватели и други устройства, работещи във високочестотен, микровълнов и оптичен диапазон. Видове измервателни уреди: измерватели на погълната мощност и измерватели на предадена мощност.
THD метър- устройство, предназначено за измерване на коефициента на нелинейно изкривяване (коефициент на хармоници) на сигналите в радиотехнически устройства.
Калибратор- специална стандартна мярка, която се използва за проверка, калибриране или калибриране на измервателни уреди.
Омметър или съпротивлениее устройство, използвано за измерване на съпротивлението на електрически ток в ома. Разновидности на омметри в зависимост от чувствителността: мегаомметри, гигаомметри, тераомметри, милиомметри, микроомметри.
Токова скоба- инструмент, който е предназначен за измерване на количеството ток, протичащ в проводник. Токовите скоби ви позволяват да измервате, без да прекъсвате електрическата верига и без да нарушавате нейната работа.
габарит за дебелина- е устройство, с което е възможно с висока точност и без да се нарушава целостта на покритието, да се измери дебелината му върху метална повърхност (например слой боя или лак, слой ръжда, грунд или други друго неметално покритие, нанесено върху метална повърхност).
Луксметър- Това е уред за измерване на степента на осветеност във видимата област на спектъра. Светломерите са цифрови, високочувствителни устройства като луксметър, яркомер, импулс, UV радиометър.
манометър- устройство, което измерва налягането на течности и газове. Видове манометри: общотехнически, устойчиви на корозия, манометри, електроконтактни.
мултиметър- Това е преносим волтметър, който изпълнява няколко функции едновременно. Мултиметърът е предназначен да измерва постояннотоково и променливо напрежение, ток, съпротивление, честота, температура, а също така ви позволява да извършвате непрекъснатост и тестване на диоди.
осцилоскоп- Това е измервателно устройство, което ви позволява да наблюдавате и записвате, измервате амплитудните и времеви параметри на електрически сигнал. Видове осцилоскопи: аналогови и цифрови, преносими и настолни
Пирометъре устройство за безконтактно измерване на температурата на обект. Принципът на действие на пирометъра се основава на измерване на мощността на топлинното излъчване на измервателния обект в обхвата на инфрачервеното лъчение и видимата светлина. Точността на измерване на температурата на разстояние зависи от оптичната разделителна способност.
Тахометър- Това е устройство, което ви позволява да измервате скоростта на въртене и броя на оборотите на въртящите се механизми. Видове тахометри: контактни и безконтактни.
Термовизора- Това е устройство, предназначено да наблюдава нагрети обекти чрез собствено топлинно излъчване. Термовизора ви позволява да конвертирате инфрачервено лъчениев електрически сигнали, които след това от своя страна след усилване и автоматична обработка се преобразуват във видимо изображение на обекти.
Термогигрометъре измервателен уред, който едновременно измерва температура и влажност.
Детектор за пътни дефекти- Това е универсално измервателно устройство, което ви позволява да определите местоположението и посоката на кабелни линии и метални тръбопроводи на земята, както и да определите местоположението и естеството на повредата им.
pH метъре измервателно устройство, предназначено за измерване на водородния индекс (pH индекс).
Честотомер– измервателно устройство за определяне на честотата на периодичен процес или на честотите на хармоничните компоненти на спектъра на сигнала.
Шумомер- устройство за измерване на звукови вибрации.
Таблица: Мерни единици и обозначения на някои физически величини.
Забелязали сте грешка? Изберете го и натиснете Ctrl+Enter
§61. Действие магнитно полевърху проводник с ток. Електрически двигател
Въпроси
1. Как да покажем, че магнитно поле действа върху проводник с ток, разположен в това поле?
1. Ако окачите проводника на тънки гъвкави проводници в магнитно поле постоянен магнит, след това, когато включите електрически токв мрежа с проводник, той ще се отклони, демонстрирайки взаимодействието на магнитните полета на проводника и магнита.
2. Като използвате фигура 117, обяснете какво определя посоката на движение на проводник с ток в магнитно поле.
2. Посоката на движение на проводник с ток в магнитно поле зависи от посоката на тока и от разположението на полюсите на магнита.
3. С какво устройство може да се върти проводник с ток в магнитно поле? Какво устройство се използва в контура за промяна на посоката на тока на всеки половин оборот?
3. Възможно е да се извърши въртене на токопроводящ проводник в магнитно поле с помощта на устройството, показано на фиг. 115, в който рамка с изолирана намотка е свързана към мрежата чрез проводими полупръстени и четки, което ви позволява да променяте посоката на тока в намотката на половин оборот. В резултат на това рамката се върти през цялото време в една посока.
4. Опишете устройството на технически електродвигател.
4. Технически електродвигател включва котва - това е железен цилиндър с прорези по страничната повърхност, в които се побира намотката. Самата арматура се върти в магнитно поле, създадено от силен електромагнит. Валът на двигателя, минаващ по централната ос на железния цилиндър, е свързан към устройството, което се задвижва от двигателя във въртене.
5. Къде се използват електрически двигатели? Какви са предимствата им пред термичните?
5. Двигатели постоянен токса намерили особено широко приложение в транспорта (трамваи, тролейбуси, електрически локомотиви), в индустрията (за изпомпване на нефт от кладенец) в ежедневието (в електрически самобръсначки). Електрическите двигатели са по-малки по размер в сравнение с термичните, а също така имат много по-висока ефективност, освен това не отделят газове, дим и пара, тоест са по-екологични.
6. Кой и кога е изобретил първия електродвигател, подходящ за практическа употреба?
6. Първият електрически двигател, подходящ за практическа употреба, е изобретен от руски учен – Борис Семенович Якоби през 1834 година. Задача 11
1. На фиг. 117, показваща диаграма на електрически измервателен уред. В него рамката с намотката в изключено състояние се държи от пружини в хоризонтално положение, докато стрелката, твърдо свързана с рамката, сочи към нулева стойноствезни. Цялата рамка на ядрото е поставена между полюсите на постоянен магнит. Когато устройството е свързано към мрежата, токът в рамката взаимодейства с магнитното поле, рамката с намотката се завърта и стрелката се върти по скалата и в различни посоки, в зависимост от посоката на тока и ъгъла зависи от големината на тока.
2. На фиг. 118 показва автоматично устройство за включване на звънеца, ако температурата надвиши допустимата. Състои се от две мрежи. Първият съдържа специален живачен термометър, който служи за затваряне на тази верига, когато живакът в термометъра се издигне над предварително определена стойност, източник на захранване, електромагнит, котвата на който затваря втората верига, която съдържа освен котвата , звънец и източник на захранване. Можете да използвате такава автоматична машина в оранжерии, инкубатори, където е много важно да наблюдавате поддържането на желаната температура.
Планетата Земя е обвита в атмосферата като невидимо одеяло. Тази черупка защитава Земята, както и всички нейни жители, от заплахи от космоса. Може също да се твърди, че животът на Земята е възможен само поради съществуването на атмосферата.
Човечеството отдавна се интересува от изучаването на въздушната обвивка на планетата, но инструментите за измерване на атмосферни показатели се появиха сравнително наскоро - само преди около четири века. Какви са начините за изследване на въздушната обвивка на Земята? Нека ги разгледаме по-подробно.
Проучване на атмосферата
Всички се ръководят от прогнозата за времето от медиите. Но преди тази информация да бъде пусната на обществеността, тя трябва да бъде събрана чрез много различни методи. За тези, които се интересуват от това как се изучава атмосферата, ще бъде важно да знаят: основните инструменти за изследването й, които са изобретени през 16-ти век, са ветропоказател, термометър, а също и барометър.
Сега се занимава с изучаване на въздушната обвивка на Земята. В допълнение към Русия, тя включва още много страни. Тъй като изучават атмосферата в наше време с помощта на специално оборудване, служителите на СМО са разработили специални програми за събиране и обработка на данни. За целта се използват най-модерните технологии.
термометри
Измерването на температурата все още се извършва с термометри. Градусите се измерват в Целзий. Тази система се основава на физични свойствавода. При нула градуса по Целзий преминава в твърдо състояние, при 100 - в газообразно състояние.
Тази система е кръстена на учен от Швеция, който предлага да се измери температурата по този метод през 1742г. Въпреки технологичния напредък, живачните термометри все още се използват на много места.
дъждомер
Информацията за това как се изучава атмосферата ще бъде от интерес както за ученици, така и за възрастни. Например, любопитно е да се знае, че количеството на валежите се измерва от метеоролозите с дъждомер. Това е уред, с който можете да измервате както количеството течни валежи, така и твърди валежи.
Този метод за изследване на атмосферата се появява през 70-те години на миналия век. Дъгомерът се състои от кофа, която е монтирана на стълб и е заобиколена от защита от вятър. Устройството се поставя на равна земя, най-добрият вариант за монтаж е на място, заобиколено от къщи или дървета. В случай, че количеството на валежите надвиши 49 мм за 12 часа, тогава дъждът се счита за силен. За сняг този термин се прилага, ако през същия период от време падне 19 мм.
Измерване на скоростта и посоката на вятъра
За измерване на скоростта на вятъра се използва инструмент, наречен анемометър. Използва се и за изследване на скоростта на насочените въздушни течения.
Скоростта на въздуха е един от най-важните показатели за атмосферата. За измерване на скоростта и посоката на вятъра се използват и специални ултразвукови сензори (анеморумбометри). До анемометъра обикновено се монтира флюгер. Също така, в близост до летища, мостове и други места, където силните ветрове могат да бъдат опасни, обикновено се монтират специални конусообразни торби, изработени от райета.
барометри
Разгледахме с помощта на какви инструменти и как те изучават атмосферата. Прегледът на всички методи за изследването му обаче би бил непълен без да се спомене барометърът - специално устройство, с който можете да определите силата на атмосферното налягане.
Идеята за барометър е предложена от Галилей, въпреки че неговият ученик Е. Торичели, който пръв доказа факта на атмосферното налягане, успя да я приложи. Барометрите, които измерват налягането на атмосферния стълб, ви позволяват да направите прогноза за времето. Освен това тези инструменти се използват и като висотомери, тъй като налягането на въздуха в атмосферата зависи от височината.
Защо въздухът се натиска към земната повърхност? Молекулите на въздуха, както всички други материални тела, се привличат към повърхността на нашата планета чрез силата на привличане. Фактът, че въздухът има тегло, е демонстриран от Галилей, а това налягане е изобретено от Е. Торичели.
Професии, които изучават атмосферата
Изследването на въздушната обвивка на Земята се извършва основно от представители на две професии – синоптици и метеоролози. Каква е разликата между тези две професии?
Метеоролозите участват в различни експедиции. Често тяхната работа се извършва на полярни станции, високопланински плата, както и на летища и океански лайнери. Метеорологът не може да се разсее дори за минута от своите наблюдения. Колкото и незначителни да изглеждат колебанията, той трябва да ги вписва в специален дневник.
Синоптиците се различават от метеоролозите по това, че предсказват времето чрез анализ. физиологични процеси. Между другото, терминът „синоптик“ идва от древногръцкия език и се превежда – „гледане на място“.
Кой изучава атмосферата?
За да направите прогноза за времето, е необходимо да използвате информация, събрана от няколко точки на цялата планета едновременно. Изследват се температурата на въздуха, атмосферното налягане, както и скоростта и силата на вятъра. Науката, която изучава атмосферата, се нарича метеорология. Той разглежда структурата и всички процеси, протичащи в атмосферата. По цялата земя има специални метеорологични центрове.
Често учениците се нуждаят и от информация за атмосферата, метеорологията и метеоролозите. Най-често те трябва да изследват този въпрос в 6. клас. Как се изследва атмосферата и какви специалисти участват в събирането и обработката на данни за промените в нея?
Атмосферата се изучава от метеоролози, климатолози и аеролози. Представители на последната професия се занимават с изследване на различни показатели на атмосферата. Морските метеоролози са специалисти, които наблюдават поведението на въздушни масинад океаните. Атмосферните учени предоставят атмосферна информация на морския транспорт.
Тези данни са необходими и на земеделските предприятия. Има и такъв клон на науката за атмосферата като радиометеорологията. А през последните десетилетия се развива още едно направление - сателитна метеорология.
Защо е необходима метеорологията?
За да бъде направена правилна прогноза за времето, информацията не трябва да се събира само от различни краища Глобусът, но и правилно боравени. Колкото повече информация разполага метеорологът (или друг изследовател), толкова по-точен ще бъде резултатът от неговата работа. Сега всички данни се обработват с помощта на компютърна технология. Метеорологичната информация не само се съхранява в компютър, но се използва и за изграждане на прогнози за времето за близко бъдеще.
За вълни от метров и дециметров диапазон йоносферата е прозрачна. Комуникацията на тези вълни се осъществява само на разстояние от линията на видимост. Поради тази причина предавателните телевизионни антени се поставят на високи телевизионни кули, а за телевизионно излъчване на дълги разстояния е необходимо да се изгради релейни станцииприемане и след това предаване на сигнал.
И все пак понастоящем вълните с дължина по-малко от метър се използват за радио комуникации на дълги разстояния. На помощ идват изкуствени спътници на Земята. Спътниците, използвани за радиокомуникация, се извеждат в геостационарна орбита, периодът на оборот в която съвпада с периода на въртене на Земята около оста си (около 24 часа). В резултат на това спътникът се върти със Земята и по този начин се върти над определена точка на Земята, разположена на екватора. Радиусът на геостационарната орбита е около 40 000 км. Такъв спътник получава сигнал от Земята и след това го предава обратно. Сателитната телевизия вече стана доста често срещана, във всеки град можете да видите "чинии" - антени за приемане на сателитни сигнали. Въпреки това, в допълнение към телевизионните сигнали, много други сигнали се предават чрез сателити, по-специално интернет сигнали, комуникацията се осъществява с кораби, разположени в моретата и океаните. Тази връзка се оказва по-надеждна от късовълновата комуникация. Характеристиките на разпространението на радиовълните са илюстрирани на фиг.3.
Всички радиовълни са разделени на няколко диапазона в зависимост от тяхната дължина. Наименованията на диапазоните, свойствата на разпространение на радиовълните и характерните области на използване на вълните са дадени в таблицата.
Радиовълнови ленти |
|||
Обхват на вълните | Дължини на вълните | Свойства на разпространение | Използване |
Те обикалят повърхността на Земята и препятствията (планини, сгради) | Излъчване |
||
Излъчване, радиовръзка |
|||
Къс | Праволинейно разпространение, отразено от йоносферата. |
||
Ултракъси | 1 - 10 м (метър) | Праволинейно разпространение, преминаващо през йоносферата. | Излъчване, телевизионно излъчване, радиовръзка, радар. |
1 - 10 dm (дециметър) |
|||
1 - 10 см (сантиметър) |
|||
1 - 10 мм (милиметър) |
Генерирането на радиовълни възниква в резултат на движението на заредени частици с ускорение. Вълна с дадена честота се генерира, когато осцилаторно движениезаредени частици с тази честота. Когато радиовълна действа върху свободни заредени частици, възниква променлив ток със същата честота като честотата на вълната. Този ток може да бъде регистриран от приемащото устройство. радио вълни различни диапазонисе разпространяват по различен начин близо до земната повърхност.
1. Каква честота отговаря на най-късите и най-дългите радиовълни?
2. * Изразете хипотеза какво може да определи границата на дължините на радиовълните, отразени от йоносферата.
3. Какви диапазони от вълни, които идват при нас от космоса, можем да приемем с наземни приемници?
§26. Използването на радиовълни.
(Урок-лекция).
Ето, радио има, но няма щастие.
И. Илф, Е. Петров
Как може да се предава информация с помощта на радиовълни? Каква е основата за предаване на информация с помощта на изкуствени земни спътници? Какви са принципите на радара и какви възможности предоставя радарът?
Радио комуникация. Радар. вълнова модулация.
0 "style="border-collapse:collapse;border:none">
Александър Степанович Попов (1859 - 1906) - известен руски физик, изобретател на радиото. Проведени първите експерименти практическо приложениерадио вълни През 1986 г. той демонстрира първия радиотелеграф.
Подобрени конструкции на радиопредаватели и радиоприемници са разработени от италианеца Маркони, който през 1921 г. успява да установи редовни комуникации между Европа и Америка.
Принципи на вълновата модулация.
Основната задача, възложена на радиовълните, е предаването на някаква информация на разстояние. Монохроматична радиовълна с определена дължина е синусоида електромагнитно полеи не носи никаква информация. За да може такава вълна да носи информация, тя трябва да бъде по някакъв начин променена или, казано научно, модулират(от лат. modulatio - измерение, измерение). протозои модулация на радиовълнитее използван в първите радиотелеграфи, за които е използвана морзова азбука. С помощта на ключа радиопредавателите се включват за по-дълго или по-кратко време. Дългите интервали съответстваха на знака тире, а късите интервали съответстваха на знака за точка. Всяка буква от азбуката беше свързана с определен набор от точки и тирета, които идваха с определена празнина. На фиг. Фигура 1 показва графика на трептенията на вълна, която предава сигнал тире-точка-точка-тире. (Обърнете внимание, че в реален сигнал много по-голям брой трептения се вписват в една точка или тире).
Естествено беше невъзможно да се предава глас или музика с такъв сигнал, така че по-късно започнаха да използват различна модулация. Както знаете, звукът е вълна на налягане. Например, чист звук, съответстващ на нота от първа октава, съответства на вълна, чието налягане варира според синусоидален закон с честота 440 Hz. С помощта на устройство - микрофон (от гръцки micros - малък, телефон - звук), колебанията на налягането могат да се преобразуват в електрически сигнал, който представлява промяна на напрежението със същата честота. Тези трептения могат да се наслагват върху трептене на радиовълна. Един такъв метод на модулация е показан на фиг. 2. Електрическите сигнали, съответстващи на реч, музика и изображения, имат по-сложна форма, но същността на модулацията остава непроменена - обвивката на амплитудата на радиовълната повтаря формата на информационния сигнал.
По-късно са разработени различни други методи на модулация, при които се променя не само амплитудата на вълната, както е на фигури 1 и 2, но и честотата, която прави възможно предаването, например, на сложен телевизионен сигнал, който носи информация за изображението. .
Понастоящем има тенденция към връщане към оригиналните „точки“ и „тирета“. Факт е, че всяка звукова и видео информация може да бъде кодирана като последователност от числа. Именно това кодиране се извършва в съвременните компютри. Например, изображение на екрана на компютъра се състои от много точки, всяка от които свети в различен цвят. Всеки цвят е кодиран с определен номер и по този начин цялото изображение може да бъде представено като последователност от числа, съответните точкина екрана. В компютъра всички числа се съхраняват и обработват в двоична система от единици, тоест се използват две цифри 0 и 1. Очевидно тези числа са подобни на точките и тирета на морзовата азбука. Цифрово кодираните сигнали имат много предимства - те са по-малко податливи на изкривяване по време на радиопредаване и лесно се обработват от съвременните електронни устройства. Ето защо съвременните мобилни телефони, както и предаването на изображения чрез сателити, използват цифров формат.
Повечето от вас вероятно са настроили своите радиостанции или телевизори на някаква програма, някои използват мобилни телефони. Нашият етер е изпълнен с голямо разнообразие от радиосигнали и техният брой непрекъснато се увеличава. Там не им ли е "тясно"? Има ли ограничения за броя на едновременно работещи радио- и телевизионни предаватели?
Оказва се, че има ограничение за броя на едновременно работещи предаватели. Факт е, че когато една електромагнитна вълна носи някаква информация, тя се модулира от определен сигнал. Такава модулирана вълна вече не може да бъде свързана със строго определена честота или дължина. Например, ако вълната ана фиг. 2 има честота w, лежащ в обхвата на радиовълните, и сигнала бима честота Улежащи в обхвата на звуковите вълни (от 20 Hz до 20 kHz), тогава модулираната вълна ввсъщност е три радиовълни с честоти w-У, wи w+У. Колкото повече информация съдържа вълната, толкова по-голям е обхватът на честотите, които заема. При предаване на звук е достатъчен обхват от приблизително 16 kHz, телевизионният сигнал вече заема обхват от приблизително 8 MHz, тоест 500 пъти повече. Ето защо предаването на телевизионен сигнал е възможно само в обхвата на ултракъсите (метрови и дециметрови) вълни.
Ако лентите на сигнала на два предавателя се припокриват, тогава вълните на тези предаватели се намесват. Интерференцията причинява смущения при приемане на вълни. За да не се влияят предаваните сигнали един на друг, тоест, за да не се изкриви предаваната информация, лентите, заети от радиостанциите, не трябва да се припокриват. Това налага ограничение на броя на радиопредавателите, работещи във всяка лента.
С помощта на радиовълните е възможно да се предава различна информация (звук, изображение, компютърна информация), за което е необходимо модулиране на вълните. Модулираната вълна заема определена честотна лента. За да не се смущават вълните на различните предаватели, техните честоти трябва да се различават със стойност, по-голяма от честотната лента.
Принципи на радара.
Друго важно приложение на радиовълните е радарът, базиран на способността на радиовълните да отразяват различни обекти. Радарът ви позволява да определите местоположението на обект и неговата скорост. За радар се използват дециметрови и сантиметрови вълни. Причината за този избор е много проста, по-дългите вълни, поради явлението дифракция, обикалят обекти (самолети, кораби, автомобили), практически без да се отразяват от тях. По принцип задачите на радара могат да бъдат решени и с помощта на електромагнитни вълни във видимия обхват на спектъра, тоест чрез визуално наблюдение на обект. Въпреки това, видимата радиация се забавя от такива компоненти на атмосферата като облаци, мъгла, прах, дим. За радиовълните тези обекти са напълно прозрачни, което позволява използването на радар при всякакви метеорологични условия.
За да определите местоположението, трябва да определите посоката към обекта и разстоянието до него. Проблемът с определянето на разстоянието се решава просто. Радиовълните се движат със скоростта на светлината, така че вълната достига обекта и се връща обратно за време, равно на два пъти разстоянието до обекта, разделено на скоростта на светлината. Предаващото устройство изпраща радиоимпулс към обекта, а приемащото устройство, използващо същата антена, получава този импулс. Времето между предаването и приемането на радиоимпулс автоматично се преобразува в разстояние.
За определяне на посоката към обекта се използват тясно насочени антени. Такива антени образуват вълна под формата на тесен лъч, така че обектът влиза в този лъч само на определено място на антената (действието е подобно на лъча на фенерче). В процеса на радар антената се "завърта" така, че вълновият лъч сканира голяма площ от пространството. Думата "завои" е в кавички, тъй като в съвременните антени не се случва механично въртене, посоката на антената се променя по електронен път. Принципът на радара е илюстриран на фиг. 3.
Радарът позволява да се зададе разстоянието до обекта, посоката към обекта и скоростта на обекта. Поради способността на радиовълните да преминават свободно през облаци и мъгла, радарните техники могат да се използват при всякакви метеорологични условия.
1. ○ Каква е дължината на радиовълните, използвани за комуникация?
2. ○ Как да „принудим“ радиовълна да носи информация?
3. ○ Какво е ограничението за броя на радиостанциите в ефир?
4. Ако приемем, че честотата на предаване трябва да бъде 10 пъти широчината на честотната лента, заета от сигнала, изчислете минималната дължина на вълната за предаване на телевизионен сигнал.
5. * Как радарът може да определи скоростта на обект?
Раздел 27.Принципи на работа на мобилната телефония.
(Практически урок)
Ако Едисън водеше подобни разговори, светът нямаше да види нито грамофон, нито телефон.
И. Илф, Е. Петров
Как работи мобилният телефон? Какви елементи са включени в състава на мобилния телефон и какво е тяхното функционално предназначение? Какви са перспективите за развитие на мобилната телефония?
0 "style="border-collapse:collapse;border:none">
Начин на живот.
1. При използване на мобилен телефон има постоянно излъчване на радиовълни в непосредствена близост до мозъка. В момента учените не са стигнали до консенсус относно степента на влияние на такова излъчване върху тялото. Все пак не трябва да водите прекалено дълги разговори по мобилен телефон!
2. Сигнали мобилни телефониможе да попречи на различни електронни устройства, като например навигационни устройства. Някои авиокомпании забраняват използването на мобилни телефони по време на полета или в определени часове на полета (излитане, кацане). Ако има такива забрани, спазвайте ги, това е във ваш интерес!
3. Някои части на мобилното устройство, като дисплея с течни кристали, може да се повредят, когато са изложени на ярко слънчеви лъчиили висока температура. Други елементи, като електронни схеми, които преобразуват сигнали, могат да се влошат, когато са изложени на влага. Защитете мобилния си телефон от подобни вредни влияния!
Отговор на задача 1.
В сравнение с конвенционалната телефония, мобилната телефония не изисква от абоната да се свърже към проводник, опънат към телефонната централа (оттук и името - мобилен).
В сравнение с радиокомуникациите:
1. Мобилната телефония ви позволява да се свържете с всеки абонат, който има мобилен телефон или е свързан към кабелна телефонна централа в почти всяка точка на земното кълбо.
2. Предавателят в мобилната слушалка не е необходимо да е мощен и следователно може да бъде малък и лек.
Отговор на задача 2.За мобилни комуникации трябва да се използват ултракъси вълни.
Отговор на задача 3.
Отговор на задача 4.Телефонната централа трябва да включва устройства, които приемат, усилват и предават електромагнитни вълни. Тъй като използваните радиовълни са разпределени на разстояние на видимост, е необходимо да има мрежа от релейни станции. За комуникация с други телефонни станции, разположени в отдалечени региони, е необходимо да имате достъп до междуградската и международната мрежа.
Отговор на задача 5.Апаратът трябва да съдържа устройства за въвеждане и извеждане на информация, устройство, което преобразува информационен сигнал в радиовълна и обратно радиовълна в информационен сигнал.
Отговор на задача 6.На първо място, използвайки телефона, ние предаваме и възприемаме звукова информация. Апаратът обаче може да ни даде и визуална информация. Примери: телефонният номер, на който ни се обаждат, телефонният номер на наш приятел, който сме въвели в паметта на нашия телефон. Съвременните устройства са в състояние да възприемат видео информация, за което в тях е вградена видеокамера. И накрая, когато предаваме информация, ние използваме и чувство като докосване. За да наберете номер, натискаме бутоните, върху които са посочени цифри и букви.
Отговор на задача 7.Въвеждане на аудио информация - микрофон, извеждане на звукова информация – телефон,въвеждане на видео информация видео камера, извеждане на видео информация – дисплей, както и бутони за въвеждане на информация под формата на букви и цифри.
Отговор на задача 8.
(Пунктираното поле на илюстрацията означава, че това устройство не е непременно част от мобилен телефон).
§28. Геометрична оптика и оптични устройства.
(Урок-лекция).
Тогава, без да пестя труд или разходи, успях да направя инструмент толкова съвършен, че когато се гледа през него, обектите изглеждаха почти хиляда пъти по-големи и повече от тридесет пъти по-близки от естествено вижданите.
Галилео Галилей.
Как се разглеждат светлинните явления от гледна точка на геометричната оптика? Какво представляват лещите? В какви устройства се използват? Как се постига визуално увеличение? Какви устройства ви позволяват да постигнете визуално увеличение? Геометрична оптика. Фокусно разстояние на обектива. Лещи. CCD матрица. Проектор. Настаняване. Окуляр.
Елементи на геометричната оптика. Лещи. Фокусно разстояние на обектива. Окото като оптична система. Оптични устройства . (Физика 7-9 клетки). Природни науки 10, § 16.
Геометрична оптика и свойства на лещите.
Светлината, подобно на радиовълните, е такава електромагнитна вълна. Дължината на вълната на видимото излъчване обаче е няколко десети от микрометъра. Следователно такива вълнови явления като интерференция и дифракция в нормални условияпрактически не се появяват. Това, по-специално, доведе до факта, че вълновата природа на светлината не беше известна дълго време и дори Нютон предположи, че светлината е поток от частици. Предполагаше се, че тези частици се движат от един обект на друг по права линия и потоците от тези частици образуват лъчи, които могат да се наблюдават при преминаване на светлина през малка дупка. Това съображение се нарича геометрична оптика , за разлика от вълновата оптика, където светлината се третира като вълна.
Геометричната оптика даде възможност да се обосноват законите за отражение на светлината и пречупване на светлината на границата между различни прозрачни вещества. В резултат на това бяха обяснени свойствата на лещите, които сте изучавали в курса по физика. Именно с изобретяването на лещите започва практическото използване на постиженията на оптиката.
Нека си припомним как се изгражда изображение в тънка събирателна леща (виж фиг. 1).
Обектът е представен като набор от светещи точки, а изображението му е изградено от точки. За да нарисувате точково изображение Атрябва да използвате два лъча. Един лъч върви успоредно на оптичната ос и след пречупване в лещата преминава през фокуса F'. Другият лъч преминава без да се пречупва през центъра на лещата. Точката в пресечната точка на тези два лъча А'и ще бъде образът на точката А. Останалата точка стрелки, завършващи на точка Аса конструирани по подобен начин, което води до стрелка, завършваща в точка А'. Имайте предвид, че лъчите имат свойството на обратимост, следователно, ако източникът е поставен в точка А“, тогава изображението му ще бъде в точката А.
Разстояние от източника до обектива дсвързани с разстоянието от изображението до обектива д¢ съотношение: 1/ д + 1/д¢ = 1/е, където е – фокусно разстояние, тоест разстоянието от фокуса на обектива до обектива. Изображението на обект може да бъде намалено или увеличено. Коефициентът на увеличение (намаляване) е лесно да се получи, въз основа на фиг. 1 и свойства на подобие на триъгълници: г = д¢ /д. От последните две формули може да се изведе следното свойство: изображението се намалява, ако д>2е(в такъв случай е< д¢ < 2е). От обратимостта на пътя на лъчите следва, че изображението ще се увеличи, ако е< д< 2е(в такъв случай д¢ > 2е). Имайте предвид, че понякога е необходимо значително да се увеличи изображението, тогава обектът трябва да бъде поставен на разстояние от обектива малко по-далеч от фокуса, изображението ще бъде на голямо разстояние от обектива. Напротив, ако трябва значително да намалите изображението, тогава обектът се поставя на голямо разстояние от обектива и изображението му ще бъде малко по-далеч от фокуса от обектива.
Обективи в различни устройства.
Описаното свойство на лещите се използва в различни устройства, където се използват събирателни лещи лещи. Строго погледнато, всеки качествен обектив се състои от система от лещи, но ефектът му е същият като този на единична събирателна леща.
Устройствата, които увеличават изображението се наричат проектори. Проекторите се използват например в киносалона, където филмово изображение от няколко сантиметра се увеличава до екран от няколко метра. Друг вид проектори са мултимедийните проектори. При тях сигналът, идващ от компютър, видеорекордер, устройство за запис на изображение върху видео дискове, образува малко изображение, което се проектира през обектива върху голям екран.
Много по-често трябва да намалявате, а не да увеличавате изображението. Именно за това се използват обективите във фотоапаратите и видеокамерите. Изображение от няколко метра, например изображението на човек, се намалява до размер от няколко сантиметра или няколко милиметра. Приемникът, където се прожектира изображението, е фотографски филм или специална матрица от полупроводникови сензори ( CCD), който преобразува видеоизображението в електрически сигнал.
Редуцирането на изображението се използва при производството на микросхеми, използвани в електронни устройства, по-специално в компютри. Елементите на микросхемите - полупроводникови устройства, свързващи проводници и др. имат размери от няколко микрометра, а броят им върху силиконова плоча с размери от порядъка на сантиметър достига няколко милиона. Естествено е невъзможно да се нарисуват толкова много елементи от този мащаб, без да се приближи с обектив.
В телескопите се използват вариообективи. Обекти като галактики, които са с размери милиони светлинни години, се "побират" на филм или CCD масив с размери от няколко сантиметра.
Вдлъбнатите огледала се използват и като лещи в телескопите. Свойствата на вдлъбнато огледало в много отношения са подобни на тези на събирателната леща, само че изображението се създава не зад огледалото, а пред огледалото (фиг. 2). Това е като отражение на изображението, получено от обектива.
Нашето око съдържа и леща – леща, която намалява обектите, които виждаме до размера на ретината – няколко милиметра (фиг. 3).
За да направят изображението рязко, специални мускули променят фокусното разстояние на лещата, като го увеличават при приближаване на обект и го намаляват при отдалечаване. Способността за промяна на фокусното разстояние се нарича настаняване. Нормалното око е в състояние да фокусира изображението за обекти, по-далеч от 12 см от окото. Ако мускулите не са в състояние да намалят фокусното разстояние на лещата до необходимата стойност, човекът не вижда близки предмети, тоест страда от далекогледство. Ситуацията може да се коригира чрез поставяне на събирателна леща (очила) пред окото, чието действие е еквивалентно на намаляване на фокусното разстояние на лещата. Корекция на противоположния дефект на зрението - късогледството се получава с помощта на разсейваща леща.
Устройства, които дават визуално увеличение.
С помощта на окото можем да оценим само ъгловите размери на обект (вижте § 16 Естествена история 10). Например, можем да затворим изображението на Луната с щифтова глава, тоест ъгловите размери на Луната и главата на щифта могат да бъдат направени еднакви. Можете да постигнете визуално увеличение или като приближите обекта до окото, или по някакъв начин го увеличите на същото разстояние от окото (фиг. 4).
Опитвайки се да разгледаме някакъв малък предмет, ние го приближаваме до окото. Въпреки това, при много силно приближение, нашият обектив не се справя с работата, фокусното разстояние не може да намалее, така че да можем да видим обекта например от разстояние 5 см. Можете да коригирате ситуацията по същия начин, както с далекогледство чрез поставяне на събирателна леща пред окото. Леща, използвана за тази цел, се нарича лупа. Разстоянието, от което нормалното око може удобно да види малък обект, се нарича разстоянието на най-добро зрение. Обикновено това разстояние се приема за 25 см. Ако лупа ви позволява да видите обект, например, от разстояние 5 см, тогава се постига визуално увеличение от 25/5=5 пъти.
И как да получите визуално увеличение, например, на Луната? С помощта на леща трябва да създадете намалено изображение на Луната, но близо до окото, и след това да разгледате това изображение през лупа, която този случайНаречен окуляр. Ето как работи тръбата на Кеплер (вижте § 16 Естествена история 10).
Визуалното увеличение, например, на растителна или животинска клетка се получава по различен начин. Лещата създава увеличено изображение на обекта близо до окото, което се гледа през окуляра. Ето как работи микроскопът.
Лещи и системи за лещи се използват в много устройства. Инструменталните лещи ви позволяват да получавате както увеличени, така и намалени изображения на обекта. Визуалното увеличение се постига чрез увеличаване на ъгловия размер на обекта. За това се използва лупа или окуляр в система с леща.
1. На какво свойство на лъчите се основава действието на лещите?
2. * Въз основа на метода за конструиране на изображение в събирателна леща, обяснете защо фокусното разстояние на лещата трябва да се променя, когато разстоянието между обекта и окото се промени?
3. В микроскоп и тръба на Кеплер изображението е обърнато. Кой обектив, леща или окуляр обръща изображението?
§ 29. Принципът на действие на очилата.
(Урок-работилница).
Маймуната е станала слаба с очи в напреднала възраст,
Но тя чу от хората
Че това зло не е от толкова голяма ръка,
Просто трябва да вземете очила.
Какво се случва по време на акомодация на очите? Каква е разликата между нормалните, късогледите и далекогледите очи? Как действието на лещата коригира зрителното увреждане?
Лещи. Фокусно разстояние на обектива. Окото като оптична система. Оптични устройства . (Физика 7-9 клас). Зрителни нарушения. (Биология, основно училище).
Обективен:Използване на мултимедийна програма за изследване на работата на лещата на окото при нормално, късогледо и далекогледо зрение. Разгледайте как обективът коригира зрителното увреждане.
Оборудване: Персонален компютър, мултимедиен диск ("Open Physics").
Работен план:Изпълнявайки последователно задачата, проучете възможностите за акомодация на нормално, късогледо и далекогледо око. Изследвайте акомодацията на късогледите и далекогледите очи при наличие на леща пред окото. Изберете леща за подходящото око.
Вече знаете, че такива зрителни дефекти като късогледство и далекогледство са свързани с невъзможността да се даде на лещата на окото оптимална кривина чрез работата на очните мускули. При късогледство лещата остава твърде изпъкнала, кривината й е прекомерна и съответно фокусното разстояние е твърде кратко. Обратното се случва при далекогледство.
Припомняме, че вместо фокусното разстояние, за характеризиране на обектива може да се използва друга физическа величина – оптична сила. Оптичната мощност се измерва в диоптри и се определя като реципрочна на фокусното разстояние: д = 1/е(1 диоптър = 1/1 м). Оптичната сила на разсейващата леща има отрицателна стойност. Оптичната сила на обектива винаги е положителна. Въпреки това за късогледо око оптичната сила на лещата е твърде голяма, а за далекогледа е твърде малка.
Действието на очилата се основава на свойството на лещите, според което се добавят оптичните сили на две близко стоящи лещи (като се вземе предвид знакът).
Упражнение 1.Разгледайте функционирането на нормално око без леща. Предлагат ви се три варианта за настаняване: нормално – за далечината на най-добро виждане, далечно – за безкрайно разстояние и автоматична, при която окото настройва лещата на дадено разстояние. Променяйки разстоянието до обекта, наблюдавайте моментите, когато окото е фокусирано. Къде в този случай е фокусирано изображението вътре в окото? Какво е разстоянието на най-добро зрение в тази програма?
Задача 2.Разгледайте ефекта на лупа. Настройте нормалното око на нормално акомодация. Поставете събирателна леща пред окото с възможно най-висока оптична сила. Намерете разстоянието, на което е фокусирано окото. Използвайки материала от предишния параграф, определете колко пъти се увеличава тази лупа?
Задача 3.Повторете задача 1 за късогледите и далекогледите очи. Къде са фокусирани лъчите, когато окото не е фокусирано?
Задача 4.Изберете очила за късогледство и далекогледство. За да направите това, настройте автоматичното настаняване на окото. Настройте лещата, така че окото да е фокусирано, когато разстоянието се променя от най-доброто зрително разстояние (25 см) до безкрайното разстояние. Какви са границите на оптичните сили на лещите, в които очилата за "очите", дадени в програмата, могат успешно да изпълняват функциите си.
Задача 5.Опитайте се да постигнете оптимални резултати при късогледство и далекогледство, когато избраната леща ще фокусира окото на разстояния от безкрайно до възможно най-малко.
Лъчи от далечни обекти, след преминаване през лещата на късогледо око, се фокусират пред ретината и изображението става замъглено. За коригиране са необходими очила с дивергентни лещи. Лъчите от близките обекти, след преминаване през лещата на далекогледо око, се фокусират зад ретината и изображението става замъглено. Необходими са коригиращи очила със събирателни лещи.
§ 25. Енергетика и екология.
(Урок-конференция).
Неведнъж ми е хрумвало, че работата в хидротехническото строителство е същата война. На война не е нужно да се прозявате, в противен случай ще бъдете съборени, а тук трябва да работите непрекъснато - водата идва върху вас.
Кои са основните компоненти и принципи на работа на модерна комбинирана топлоелектрическа централа (CHP)? Кои са основните компоненти и принцип на работа на водноелектрическата централа (ВЕЦ)? Какво е въздействието върху екологична ситуацияможе да осигури изграждане на ТЕЦ и водноелектрически централи?
Целта на конференцията:Запознайте се с работата на най-често срещаните видове електроцентрали, като ТЕЦ и водноелектрически централи. Разберете въздействието върху околната среда, което може да има изграждането на тези видове електроцентрали.
План на конференцията:
1. Проектиране и експлоатация на съвременна ТЕЦ.
2. Проектиране и експлоатация на съвременна водноелектрическа централа.
3. Електроцентрали и екология.
Оценявайки историческото минало на нашата страна, трябва да се признае, че това беше бърз пробив в областта на електроенергетиката, който направи възможно превръщането на аграрната сила в индустриализирана страна в най-кратки срокове. Много реки бяха „завладени“ и принудени да осигурят електричество. Едва в края на 20-ти век нашето общество започна да анализира на каква цена дойде този пробив, с цената на какви човешки ресурси, с цената на какви промени в природата. Всеки медал винаги има две страни и един образован човек трябва да види и сравнява и двете страни.
Съобщение 1.Фабрика за електричество и топлина.
Комбинираната топлоелектрическа централа е един от най-разпространените производители на електроенергия. Основният механизъм на ТЕЦ е парна турбина, която задвижва генератор на електричество. Най-целесъобразно е изграждането на ТЕЦ в главни градове, тъй като изпусканата в турбината пара влиза в отоплителната система на града и доставя топлина в домовете ни. Същата пара загрява топлата вода, която влиза в домовете ни.
Съобщение 2.Как работи водноелектрическата централа.
Водноелектрическите централи са най-мощните производители на електроенергия. За разлика от топлоелектрическите централи, водноелектрическите централи работят на възобновяеми енергийни ресурси. Може да изглежда, че водноелектрическата енергия се „дава за нищо“. Водноелектрическите централи обаче са много скъпи хидравлични конструкции. Цената на изграждането на водноелектрическа централа е различна. Най-бързо се изплащат електроцентралите, построени на планинските реки. Изграждането на водноелектрически централи на равнинни реки изисква, наред с други неща, отчитане на промените в ландшафта и изтеглянето на доста големи територии от промишлено и селскостопанско обращение.
Съобщение 3.Електроцентрали и екология.
Съвременното общество изисква голямо количество електроенергия. Производството на такъв обем електроенергия неизбежно е свързано с трансформацията на природата около нас. Минимизирането на негативните последици е една от задачите, които възникват при проектирането на електроцентрали. Но преди всичко е необходимо да се осъзнае отрицателното въздействие върху естеството на мощните инсталации за производство на електроенергия.
Изгарянето на голямо количество гориво може по-специално да причини явления като киселинен дъжд, както и химическо замърсяване. Изглежда, че водноелектрическите централи, в които нищо не гори, не трябва да оказват отрицателно въздействие върху природата. Изграждането на низинни ВЕЦ обаче винаги е свързано с наводняване на обширни територии. Много от влияние върху околната средаподобно наводнение, произведено в средата на 20-ти век, едва сега започва да се отразява. Преграждайки реките с язовири, ние неизбежно нахлуваме в живота на обитателите на водоемите, което също има негативни последици. Има например мнение, че цялата електроенергия, произведена от ВЕЦ Волга, не си струва загубите, свързани с намаляването на улова на есетра.
Източници на информация.
1. Детска енциклопедия.
2. Кирилин от историята на науката и техниката. - М.: Наука. 1994 г.
3. Водопянов последици от ДНЯО. Минск: Наука и техника, 1980.
5. Нетрадиционни източници на енергия - М: Знание, 1982г.
6., Скалкин аспекти на опазването на околната среда.- Л.: Гидрометеоиздат, 1982.
7. Никитин - технически прогрес, природа и човек.-М: Наука 1977г.
8., Spielrain. Проблеми и перспективи - М: Енергия, 1981.
9. Физика и научно-технически прогрес / Изд. , .- М: Просвещение, 19888
10. Енергетика и опазване на околната среда / Изд. др.-М.: Енергия, 1979.
Съвременните електроцентрали са сложни инженерни структури. Те са необходими за съществуването модерно общество. Изграждането им обаче трябва да се извършва по начин, който да минимизира щетите за природата.