Mit welchem Gerät lässt sich die Rotation durchführen? Wie die Atmosphäre untersucht wird: Beschreibung, Methoden und Forschungsmethoden. Die Wissenschaft, die die Atmosphäre untersucht. Geräte, die eine visuelle Vergrößerung bieten
Solarstrahlungsmesser (Luxmeter)
Um technische und wissenschaftliche Mitarbeiter zu unterstützen, wurden viele Messgeräte entwickelt, um Genauigkeit, Komfort und Effizienz der Arbeit zu gewährleisten. Gleichzeitig sind den meisten Menschen die Namen dieser Geräte und vor allem das Funktionsprinzip oft unbekannt. In diesem Artikel sind wir Kurzform Lassen Sie uns den Zweck der gängigsten Messgeräte enthüllen. Die Website eines der Messgerätelieferanten teilte uns Informationen und Bilder der Instrumente mit.
Spektrumanalysator ist ein Messgerät, das zur Beobachtung und Messung der relativen Energieverteilung elektrischer (elektromagnetischer) Schwingungen in einem Frequenzband dient.
Windmesser– ein Gerät zur Messung der Geschwindigkeit und des Volumens des Luftstroms in einem Raum. Ein Anemometer wird zur sanitären und hygienischen Analyse von Territorien verwendet.
Balometer– ein Messgerät zur direkten Messung des Luftvolumenstroms an großen Zu- und Abluftgittern.
Voltmeter- Dies ist ein Gerät, das die Spannung misst.
Gasanalysator- ein Messgerät zur Bestimmung der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung von Gasgemischen. Gasanalysatoren können manuell oder automatisch sein. Beispiele für Gasanalysatoren: Freon-Leckdetektor, Kohlenwasserstoff-Kraftstoff-Leckdetektor, Rußzahlanalysator, Rauchgasanalysator, Sauerstoffmessgerät, Wasserstoffmessgerät.
Hygrometer ist ein Messgerät, das zur Messung und Regelung der Luftfeuchtigkeit dient.
Entfernungsmesser- ein Gerät, das Entfernungen misst. Mit dem Entfernungsmesser können Sie auch die Fläche und das Volumen eines Objekts berechnen.
Dosimeter– ein Gerät zur Erkennung und Messung radioaktiver Strahlung.
RLC-Messgerät– ein Funkmessgerät zur Bestimmung der Gesamtleitfähigkeit eines Stromkreises und der Impedanzparameter. RLC Im Namen steht eine Abkürzung der Schaltungsnamen der Elemente, deren Parameter mit diesem Gerät gemessen werden können: R – Widerstand, C – Kapazität, L – Induktivität.
Leistungsmesser- ein Gerät, das zur Messung der Leistung verwendet wird elektromagnetische Schwingungen Generatoren, Verstärker, Funksender und andere Geräte, die im Hochfrequenz-, Mikrowellen- und optischen Bereich arbeiten. Arten von Messgeräten: Messgeräte für die absorbierte Leistung und Messgeräte für die übertragene Leistung.
Messgerät für harmonische Verzerrungen– ein Gerät zur Messung des Koeffizienten der nichtlinearen Verzerrung (harmonische Verzerrung) von Signalen in Funkgeräten.
Kalibrator– ein spezielles Standardmaß, das zur Überprüfung, Kalibrierung oder Kalibrierung von Messgeräten verwendet wird.
Ohmmeter oder Widerstandsmessgerät ist ein Instrument zur Messung des Widerstands gegen elektrischen Strom in Ohm. Arten von Ohmmetern je nach Empfindlichkeit: Megaohmmeter, Gigaohmmeter, Teraohmmeter, Milliohmmeter, Mikroohmmeter.
Stromzangen- ein Instrument, das dazu dient, die in einem Leiter fließende Strommenge zu messen. Mit Stromzangen können Sie Messungen durchführen, ohne den Stromkreis zu unterbrechen und ohne seinen Betrieb zu stören.
Dickenmessgerät ist ein Gerät, mit dem Sie mit hoher Genauigkeit und ohne Beeinträchtigung der Integrität der Beschichtung deren Dicke auf einer Metalloberfläche messen können (z. B. einer Farb- oder Lackschicht, einer Rostschicht, einer Grundierung oder einer anderen nicht beschichteten Oberfläche). metallische Beschichtung, die auf eine Metalloberfläche aufgetragen wird).
Luxmeter ist ein Gerät zur Messung des Beleuchtungsgrades im sichtbaren Bereich des Spektrums. Lichtmesser sind digitale, hochempfindliche Instrumente wie Luxmeter, Helligkeitsmesser, Pulsmesser, UV-Radiometer.
Druckanzeige– ein Gerät, das den Druck von Flüssigkeiten und Gasen misst. Arten von Manometern: allgemeine technische Manometer, korrosionsbeständige Manometer, Manometer mit elektrischem Kontakt.
Multimeter ist ein tragbares Voltmeter, das mehrere Funktionen gleichzeitig ausführt. Das Multimeter dient zur Messung von Gleich- und Wechselspannung, Strom, Widerstand, Frequenz und Temperatur und ermöglicht außerdem Durchgangsprüfungen und Diodentests.
Oszilloskop ist ein Messgerät, mit dem Sie die Amplituden- und Zeitparameter eines elektrischen Signals beobachten, aufzeichnen und messen können. Arten von Oszilloskopen: analog und digital, tragbar und Desktop
Pyrometer ist ein Gerät zur berührungslosen Messung der Temperatur eines Objekts. Das Funktionsprinzip des Pyrometers basiert auf der Messung der Wärmestrahlungsleistung des Messobjekts im Bereich von Infrarotstrahlung und sichtbarem Licht. Die Genauigkeit der Temperaturmessung aus der Ferne hängt von der optischen Auflösung ab.
Geschwindigkeitsmesser ist ein Gerät, mit dem Sie die Drehzahl und Anzahl der Umdrehungen rotierender Mechanismen messen können. Arten von Drehzahlmessern: Kontakt und berührungslos.
Wärmebildkamera ist ein Gerät zur Beobachtung erhitzter Objekte anhand ihrer eigenen Wärmestrahlung. Mit einer Wärmebildkamera können Sie Infrarotstrahlung in elektrische Signale umwandeln, die dann nach Verstärkung und automatischer Verarbeitung in ein sichtbares Bild von Objekten umgewandelt werden.
Thermo-Hygrometer ist ein Messgerät, das gleichzeitig die Funktionen der Messung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit übernimmt.
Leitungsfehlerdetektor ist ein universelles Messgerät, mit dem Sie die Lage und Richtung von Kabelleitungen und Metallrohrleitungen am Boden sowie den Ort und die Art ihrer Schäden bestimmen können.
pH-meter ist ein Messgerät zur Messung des Wasserstoffindex (pH-Indikator).
Frequenzmesser– ein Messgerät zur Bestimmung der Frequenz eines periodischen Prozesses oder der Frequenzen der harmonischen Komponenten des Signalspektrums.
Schallpegelmesser– ein Gerät zur Messung von Schallschwingungen.
Tabelle: Maßeinheiten und Bezeichnungen einiger physikalischer Größen.
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Beim Betrieb von Gebäuden kommt es zwangsläufig zu Situationen, in denen nach versteckten Leitungen und Kabeln gesucht werden muss. Zu diesen Situationen können Austauscharbeiten, Reparaturen von Verkabelungsfehlern, die Notwendigkeit einer Renovierung oder Umgestaltung der Räumlichkeiten oder die Notwendigkeit, hängende Möbel oder Geräte zu installieren, gehören. Ein versteckter Kabelsucher hilft Ihnen, Kabel schnell zu finden, ohne Wände zu zerstören. Was ist ein solches Gerät und welche Arten von Suchern gibt es?
Versteckte Verkabelung
Bei einer versteckten Installationsmethode ist das Erkennen von Leitungen unter dicken Ziegeln oder Beton keine leichte Aufgabe für jemanden, der zum ersten Mal auf ein solches Problem stößt. Daher werden große Mengen an Sucharbeiten von qualifizierten Elektrikern durchgeführt.
Wer sich jedoch ausreichend mit Elektrizität auskennt, kann Durchsuchungen und weitere Reparaturen selbstständig durchführen. Dabei hilft ihm ein Gerät zum Auffinden von Leitungen. Im Kern handelt es sich um einen Detektor oder ein Gerät zur Ortung von Kabeln, die visuell nicht erkannt werden können. Die Verwendung dieses Geräts ist überhaupt nicht schwierig. Lesen Sie einfach die Bedienungsanleitung sorgfältig durch.
Arbeitsprinzip
Die Funktionsweise von Geräten zur Suche nach versteckten elektrischen Leitungen basiert auf folgenden Prinzipien:
Im ersten Fall reagiert das Gerät auf die Metallstruktur des Leiters und signalisiert das Vorhandensein von Metall auf eine der im Detektordesign vorgesehenen Weisen (normalerweise ein Licht- oder Tonalarm, es sind jedoch auch Optionen mit Flüssigkristallanzeigen möglich). .
Der Nachteil dieses Gerätetyps ist die sehr geringe Erkennungsgenauigkeit. Das Ergebnis der Untersuchung beispielsweise einer Stahlbetonplatte kann stark verfälscht werden, da das Gerät neben Drähten auch das Vorhandensein von Bewehrungen und Befestigungsschlaufen anzeigt.
Im zweiten Fall erkennt ein im Gerät eingebauter Sensor anhand des sich ausbreitenden Magnetfelds das Vorhandensein eines Leiters. Die Zahl der „falsch positiven Ergebnisse“ wird minimal sein, aber für positive Suchergebnisse muss die Verkabelung unter Spannung stehen. Und einige Geräte können ein Magnetfeld nur dann erkennen, wenn auch eine relativ hohe Stromlast im Netzwerk vorhanden ist.
Was aber, wenn die Verkabelung beschädigt ist und kein Strom durch sie fließt, beispielsweise bei der Suche nach einem Kabelbruch? Zu diesem Zweck gibt es Geräte, die die Eigenschaften beider Typen aufweisen. Mit ihrer Hilfe ist es einfach, die Leitungen in der Wand zu identifizieren, ohne befürchten zu müssen, stattdessen gegen eine Bewehrungsstange zu stoßen.
Übersicht der Detektormodelle
Die derzeit gebräuchlichsten Geräte zur Suche nach versteckten Leitungen in Wänden sind mehrere Geräte verschiedener Hersteller.
Specht
E-121 oder „Woodpecker“ ist ein kostengünstiges Gerät, das mit relativ hoher Genauigkeit nicht nur die Position versteckter Leitungen in einem Abstand von bis zu 7 cm von der Wandoberfläche bestimmen, sondern auch die Position eines Bruchs ermitteln kann aufgrund mechanischer Beschädigung des Drahtes. Mit diesem Tester können Sie die Verkabelung in Ihrer Wohnung vollständig testen, wenn eine unbekannte und unerwartete Störung auftritt. Das Herstellungsland des Geräts ist die Ukraine.
MS-258A
Der MEET-Tester MS-258A ist ein preisgünstiges Gerät aus China. Ermittelt das Vorhandensein von Metall in einer Struktur laut Hersteller in einem Abstand von bis zu 18 cm, es funktioniert auch durch das Vorhandensein eines Magnetfelds. Das Ergebnis wird auf zwei Arten angezeigt – durch Einschalten der Kontrollleuchte und durch Ertönen eines Tonsignals. Das Design verfügt über einen variablen Widerstand, mit dem Sie die Empfindlichkeit des Geräts anpassen können. Der Nachteil dieses Modells ist das schlechte Ergebnis, wenn ein abgeschirmtes oder Folienkabel erkannt werden muss.
BOSCH ZMS
Der nächste BOSCH DMF 10 Zoomdetektor ist ein hochwertiges Gerät einer bekannten Marke. Bestimmt je nach Einstellung das Vorhandensein von Metall, Holz und Kunststoff, die in Gebäudestrukturen verborgen sind. Das Gerät verfügt über ein multifunktionales Flüssigkristalldisplay, das den Einrichtungsvorgang anzeigt und die Ergebnisse anzeigt.
Wandscanner
Das Modell Wall Scanner 80 ist ein Gerät, das in seinen Eigenschaften seinem Vorgänger im Test ähnelt. Produziert hauptsächlich in China von ADA-Unternehmen. Abhängig von den Einstellungen können damit verschiedene Materialien in Gebäudestrukturen gefunden werden. Das Gerät ist recht kompakt und leicht.
Mikrofon, Funkempfänger und Wärmebildkamera
Wenn kein Gerät zur Erkennung versteckter Leitungen vorhanden ist, kann die Suche auf verschiedene Arten durchgeführt werden. auf verschiedene Arten. In den meisten Fällen werden Melder für andere Zwecke durch elektrische Geräte ersetzt.
Als Finder können Sie erfolgreich ein normales Audiomikrofon verwenden, das an einen Verstärker mit Lautsprecher (Lautsprecher) angeschlossen ist. Wenn sich das Mikrofon der vorgesehenen Stelle der elektrischen Verkabelung nähert, sollte es einen zunehmenden Hintergrundton erzeugen. Und je näher das Mikrofon an der Verkabelung ist, desto stärker und lauter sollte der Ton sein. Offensichtlich funktioniert diese Suchmethode, wenn in der versteckten Verkabelung Spannung anliegt. Das Gerät erkennt keine stromlosen Leitungen.
Anstelle eines Mikrofons können Sie für die Suche auch ein tragbares Radio mit Frequenzsteuerung verwenden. Nachdem es auf eine Frequenz von etwa 100 kHz eingestellt wurde, ist es notwendig, die Lage der vermeintlichen Kabelposition mit sanften Bewegungen entlang der Wand zu untersuchen. Wenn sich der Funkempfänger einem in der Wand versteckten Leiter nähert, sollte der Lautsprecher des Geräts ein zunehmendes Knistern und Zischen von sich geben – eine Folge von Störungen durch den elektrischen Strom.
Es lohnt sich, auf die Möglichkeit zu achten, mit einem Gerät wie einer Wärmebildkamera nach versteckten Leitungen und Fehlern zu suchen. Es zeigt schnell und genau nicht nur das Vorhandensein und die Position von Kabeln in den Wänden an, sondern auch die Orte von Unterbrechungen oder Kurzschlüssen. Sein Einsatz beruht auf der Eigenschaft eines Leiters, beim Durchleiten eines elektrischen Stroms eine gewisse Wärmemenge abzugeben.
Stromlose Leiter mit Unterbrechung erscheinen auf dem Bildschirm einer Wärmebildkamera als kalt, bei Kurzschluss hingegen leuchten sie sehr hell.
Anwendung des Schemas
Für den Fall, dass keiner der Detektoren zur Hand ist, können Sie die Position versteckter Leitungen ganz ohne Instrumente bestimmen. Dazu genügt es zu wissen, dass Drähte und Kabel nach festgelegten Regeln streng vertikal oder horizontal in den Wänden verlegt werden. Entlang der Decke verlaufen Kabel in geraden Linien, die Beleuchtungskörper mit Verteilerkästen oder Schaltern verbinden, parallel zu den Wänden des Raums und befinden sich in den Hohlräumen der Böden oder in Rohren hinter der abgehängten Deckenkonstruktion. Alle Kabelverbindungen werden in Anschlusskästen hergestellt.
Wie hilft dieses Wissen bei Ihrer Suche? Sie können ein Diagramm der vorhandenen versteckten Verkabelung oder eines Teils davon an Wänden und Decken zeichnen und dieses Diagramm dann in Zukunft verwenden, ohne über teure Geräte zu verfügen. Zuerst müssen Sie von Steckdosen und Schaltern gerade Linien vertikal nach oben zeichnen. Verteilerkästen sollten an der Wand in einer Höhe von 150–250 mm von der Decke angebracht werden.
Sie können ihren Standort bestimmen, indem Sie auf die Wände tippen. Basierend auf dem veränderten Klang werden die Kästchen markiert und mit geraden Linien verbunden, die die Lage der Kabel anzeigen. Die Verbindung von Kästen und Verteiler erfolgt auch entlang gerader vertikaler oder horizontaler Leitungen. Alle diese Regeln gelten natürlich auch für verdeckte Verkabelungen und aufgrund der sehr geringen Bestimmungsgenauigkeit wird empfohlen, sie nur bei der Suche nach Fehlerorten anzuwenden. Bei offener Verkabelung kann natürlich auf das Gerät und die Anzapfung verzichtet werden.
So finden Sie eine Klippe
Zunächst müssen Sie den Ort ermitteln, an dem der Bruch oder Kurzschluss angeblich aufgetreten ist. Der Suchalgorithmus ist einfach.
Liegt an einzelnen Steckdosen oder Lampen innerhalb einer Gruppe keine Spannung an, liegt ein Bruch in einem der Leitungsabschnitte vor. Hier müssen Sie die nicht funktionierenden Steckdosen mit einer mentalen Linie abschneiden. Ein Verteilerkasten wird sofort erkannt, danach fließt kein Strom mehr in den Leitern. Es bleibt nur noch, das Vorhandensein von Spannung in dieser Anschlussdose mit einem so bekannten Gerät wie einem Anzeigeschraubendreher oder einem Multimeter zu überprüfen. Wenn keine Spannung vorhanden ist, müssen Sie im Bereich vor diesem Knoten auf der Seite der Schalttafel nach einer Unterbrechung suchen.
Liegt in der gesamten Gruppe keine Spannung an und der Schutzschalter löst aus, liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Kurzschluss in einem der elektrischen Leitungsabschnitte vor. Zur Diagnose kann man den Widerstand jedes Abschnitts messen, ihn vom Kasten trennen und ihn vollständig entlasten.
Um ein genaues Ergebnis zu erhalten, muss jeder Abschnitt getestet werden. Ein Kurzschluss wird erkannt, wenn der Widerstand Null ist. Für diese Zwecke können Sie einen normalen Tester verwenden.
Sie können den Ort des Kurzschlusses suchen, indem Sie nacheinander Abschnitte in den Kästen trennen, beginnend mit der Seite des Stromkreises, der am weitesten vom Verteiler entfernt ist. Nach dem Abschalten jedes einzelnen Abschnitts muss die Funktionsfähigkeit des Stromkreises überprüft werden, indem Spannung angelegt wird, bis der Leistungsschalter nicht mehr abschaltet. Diese Suchmethode muss mit größter Vorsicht angewendet werden, um sich selbst und andere Mitarbeiter vor Stromschlägen zu schützen.
Es ist zu beachten, dass die oben genannten Methoden zur Suche nach versteckten Leitungen irrelevant werden, wenn ein technischer Pass vorliegt, der alle Informationen über die Lage der elektrischen Leitungen im Raum enthält. Liegt kein technisches Zertifikat vor, wird dringend empfohlen, nach der Entdeckung der Verkabelung und dem Austausch einen Schaltplan zu erstellen, um in Zukunft arbeitsintensive Arbeiten zu vermeiden.
Welche Wirkung hat ein Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter?
Ein Magnetfeld wirkt mit einer gewissen Kraft auf jeden stromdurchflossenen Leiter, der sich in diesem Feld befindet.
1. Wie lässt sich zeigen, dass ein Magnetfeld auf einen in diesem Feld befindlichen stromdurchflossenen Leiter einwirkt?
Es ist notwendig, den Leiter an flexiblen Drähten aufzuhängen, die an die Stromquelle angeschlossen sind.
Wenn dieser stromführende Leiter zwischen die Pole eines bogenförmigen Permanentmagneten gebracht wird, beginnt er sich zu bewegen.
Dies beweist, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter ein Magnetfeld einwirkt.
2. Was bestimmt die Bewegungsrichtung eines stromführenden Leiters in einem Magnetfeld?
Die Bewegungsrichtung eines stromführenden Leiters in einem Magnetfeld hängt von der Richtung des Stroms im Leiter und von der Lage der Magnetpole ab.
3. Welches Gerät kann verwendet werden, um einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld zu drehen?
Das Gerät, mit dem ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld gedreht werden kann, besteht aus einem rechteckigen Rahmen, der auf einer vertikalen Achse montiert ist.
Auf den Rahmen wird eine Wicklung aus mehreren Dutzend mit Isolierung ummantelten Drahtwindungen gelegt.
Da der Strom im Stromkreis vom Pluspol der Quelle zum Minuspol geleitet wird, hat der Strom in gegenüberliegenden Teilen des Rahmens die entgegengesetzte Richtung.
Daher wirken die magnetischen Feldkräfte auch auf diesen Seiten des Rahmens in entgegengesetzte Richtungen.
Dadurch beginnt sich der Rahmen zu drehen.
4. Welches Gerät im Rahmen wird verwendet, um die Stromrichtung jede halbe Umdrehung zu ändern?
Der Rahmen mit der Wicklung ist verbunden Stromkreis durch Halbringe und Bürsten, sodass Sie die Stromrichtung in der Wicklung jede halbe Umdrehung ändern können:
- ein Ende der Wicklung ist mit einem Metallhalbring verbunden, das andere mit dem anderen;
- Halbringe drehen sich mit dem Rahmen;
- jeder Halbring wird gegen eine Metallbürstenplatte gedrückt und gleitet beim Drehen entlang dieser;
- Eine Bürste ist immer mit dem Pluspol der Quelle verbunden, die andere mit dem Minuspol.
- Wenn Sie den Rahmen drehen, drehen sich die Halbringe mit und jeder einzelne drückt gegen eine andere Bürste;
- Infolgedessen ändert der Strom im Rahmen die Richtung in die entgegengesetzte Richtung.
Bei dieser Konstruktion dreht sich der Rahmen ständig in eine Richtung.
5. Wie funktioniert ein technischer Elektromotor?
Die Drehung einer Spule mit Strom in einem Magnetfeld wird bei der Konstruktion eines Elektromotors genutzt.
Bei Elektromotoren besteht die Wicklung aus große Zahl Drahtwindungen.
Sie werden in Schlitzen an der Seitenfläche des Eisenzylinders platziert.
Dieser Zylinder wird benötigt, um das Magnetfeld zu verstärken.
Der Zylinder mit der Wicklung wird Motoranker genannt.
Das Magnetfeld, in dem sich der Anker eines solchen Motors dreht, wird durch einen starken Elektromagneten erzeugt.
Der Elektromagnet und die Ankerwicklung werden von derselben Stromquelle gespeist.
Die Motorwelle (die Achse des Eisenzylinders) überträgt die Drehung auf die Nutzlast.
Für Wellen im Meter- und Dezimeterbereich ist die Ionosphäre transparent. Die Kommunikation auf diesen Wellen erfolgt nur in Sichtweite. Aus diesem Grund werden Fernsehsendeantennen auf hohen Fernsehtürmen platziert, und für die Fernsehübertragung über große Entfernungen ist der Bau erforderlich Relaisstationen, das Signal empfangen und dann senden.
Und doch werden derzeit für die Funkkommunikation über große Entfernungen Wellen mit einer Länge von weniger als einem Meter genutzt. Künstliche Erdsatelliten kommen zur Rettung. Für die Funkkommunikation verwendete Satelliten werden in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht, deren Umlaufdauer mit der Umlaufdauer der Erde um ihre Achse (ca. 24 Stunden) zusammenfällt. Dadurch rotiert der Satellit mit der Erde und schwebt so über einem bestimmten Punkt der Erde am Äquator. Der Radius der geostationären Umlaufbahn beträgt etwa 40.000 km. Ein solcher Satellit empfängt ein Signal von der Erde und leitet es dann zurück. Satellitenfernsehen ist bereits weit verbreitet; in jeder Stadt sind „Antennen“ zum Empfang eines Satellitensignals zu sehen. Allerdings werden neben Fernsehsignalen auch viele andere Signale über Satelliten übertragen, insbesondere Internetsignale, und die Kommunikation erfolgt mit Schiffen, die sich in den Meeren und Ozeanen befinden. Diese Verbindung erweist sich als zuverlässiger als die Kurzwellenkommunikation. Merkmale der Ausbreitung von Funkwellen sind in Abb. 3 dargestellt.
Alle Funkwellen werden je nach Länge in mehrere Bereiche unterteilt. Die Namen der Bänder, Eigenschaften der Funkwellenausbreitung und charakteristische Einsatzgebiete der Wellen sind in der Tabelle aufgeführt.
Radiowellenbänder |
|||
Wellenbereich | Wellenlängen | Spread-Eigenschaften | Verwendung |
Sie biegen sich um die Erdoberfläche und Hindernisse (Berge, Gebäude) | Rundfunk |
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Rundfunk, Funkkommunikation |
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Kurz | Gerade Ausbreitung, reflektiert von der Ionosphäre. |
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Ultrakurz | 1 – 10 m (Meter) | Geradlinige Ausbreitung durch die Ionosphäre. | Rundfunkübertragung, Fernsehübertragung, Funkkommunikation, Radar. |
1 – 10 dm (Dezimeter) |
|||
1 – 10 cm (Zentimeter) |
|||
1 – 10 mm (Millimeter) |
Die Erzeugung von Radiowellen erfolgt durch die Bewegung geladener Teilchen mit Beschleunigung. Eine Welle dieser Frequenz wird erzeugt oszillierende Bewegung geladene Teilchen mit dieser Frequenz. Wenn freie geladene Teilchen Radiowellen ausgesetzt werden, entsteht ein Wechselstrom mit derselben Frequenz wie die Frequenz der Welle. Dieser Strom kann von einem Empfangsgerät erfasst werden. Radiowellen unterschiedlicher Reichweite breiten sich in der Nähe der Erdoberfläche unterschiedlich aus.
1. · Welcher Frequenz entsprechen die kürzesten und längsten Radiowellen?
2. * Stellen Sie eine Hypothese darüber auf, was die Grenze der Länge der von der Ionosphäre reflektierten Radiowellen bestimmen könnte.
3. · Welche Wellenbereiche, die aus dem Weltraum zu uns kommen, können wir mit bodengestützten Empfängern empfangen?
§26. Nutzung von Radiowellen.
(Unterrichtsvorlesung).
Hier gibt es ein Radio, aber kein Glück.
I. Ilf, E. Petrov
Wie können Informationen mithilfe von Radiowellen übertragen werden? Was ist die Grundlage für die Informationsübertragung mittels künstlicher Erdsatelliten? Was sind die Prinzipien des Radars und welche Fähigkeiten bietet Radar?
Funkkommunikation. Radar. Wellenmodulation.
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Alexander Stepanovich Popov (1859 - 1906) – berühmter russischer Physiker, Erfinder des Radios. Führte die ersten Experimente zur praktischen Nutzung von Radiowellen durch. 1986 stellte er den ersten Funktelegraphen vor.
Verbesserte Designs von Funksendern und Funkempfängern wurden vom Italiener Marconi entwickelt, dem es 1921 gelang, eine regelmäßige Kommunikation zwischen Europa und Amerika aufzubauen.
Prinzipien der Wellenmodulation.
Die Hauptaufgabe von Funkwellen ist die Übertragung einiger Informationen über eine Entfernung. Eine monochromatische Radiowelle einer bestimmten Länge ist eine Sinusschwingung elektromagnetisches Feld und übermittelt keine Informationen. Damit eine solche Welle Informationen transportieren kann, muss sie auf irgendeine Weise verändert werden, oder mit anderen Worten: wissenschaftliche Sprache, modulieren(von lateinisch modulatio – Dimension, Dimension). Das einfachste Radiowellenmodulation wurde in den ersten Radiotelegraphen verwendet, für die Morsecode verwendet wurde. Mit einem Schlüssel wurden die Funksender für längere oder kürzere Zeit eingeschaltet. Lange Leerzeichen entsprachen dem „Strich“-Zeichen und kurze Leerzeichen dem „Punkt“-Zeichen. Jeder Buchstabe des Alphabets war mit einer bestimmten Reihe von Punkten und Strichen verbunden, die einen bestimmten Abstand hatten. In Abb. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm der Schwingungen der Welle, die das „Strich-Punkt-Punkt-Strich“-Signal überträgt. (Beachten Sie, dass in einem realen Signal deutlich mehr Schwingungen in einen Punkt oder Strich passen).
Natürlich war es unmöglich, mit einem solchen Signal Sprache oder Musik zu übertragen, daher begann man später, andere Modulationen zu verwenden. Wie Sie wissen, ist Schall eine Druckwelle. Beispielsweise entspricht ein reiner Ton, der der Note A der ersten Oktave entspricht, einer Welle, deren Druck nach einem Sinusgesetz mit einer Frequenz von 440 Hz variiert. Mit einem Gerät – einem Mikrofon (von griech. micros – klein, phone – Ton) können Druckschwankungen in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, das eine Spannungsänderung mit der gleichen Frequenz darstellt. Diese Schwingungen können der Schwingung einer Radiowelle überlagert sein. Eine dieser Modulationsmethoden ist in Abb. dargestellt. 2. Elektrische Signale wie Sprache, Musik und Bilder haben mehr komplexes Aussehen Das Wesen der Modulation bleibt jedoch unverändert – die Amplitudenhülle der Funkwelle wiederholt die Form des Informationssignals.
Später wurden verschiedene andere Modulationsverfahren entwickelt, bei denen sich nicht nur die Amplitude der Welle ändert, wie in den Abbildungen 1 und 2, sondern auch die Frequenz, was es ermöglichte, beispielsweise ein komplexes Fernsehsignal zu übertragen, das Informationen über die Welle trägt Bild.
Derzeit besteht die Tendenz, zu den ursprünglichen „Punkten“ und „Strichen“ zurückzukehren. Tatsache ist, dass alle Audio- und Videoinformationen als Zahlenfolge kodiert werden können. Dies ist genau die Art der Kodierung, die in modernen Computern durchgeführt wird. Beispielsweise besteht ein Bild auf einem Computerbildschirm aus vielen Punkten, von denen jeder in einer anderen Farbe leuchtet. Jede Farbe ist mit einer bestimmten Zahl codiert, sodass das gesamte Bild als Zahlenfolge dargestellt werden kann, die Punkten auf dem Bildschirm entspricht. In einem Computer werden alle Zahlen im binären Einheitensystem gespeichert und verarbeitet, das heißt, es werden die beiden Ziffern 0 und 1 verwendet. Offensichtlich ähneln diese Zahlen den Punkten und Strichen des Morsecodes. Im digitalen Format kodierte Signale haben viele Vorteile – sie sind weniger anfällig für Verzerrungen bei der Funkübertragung und können von modernen elektronischen Geräten problemlos verarbeitet werden. Deshalb nutzen moderne Mobiltelefone sowie die Bildübertragung über Satelliten ein digitales Format.
Die meisten von Ihnen haben Ihr Radio oder Ihren Fernseher wahrscheinlich schon einmal auf ein Programm eingestellt, einige von Ihnen haben eine Mobiltelefonverbindung genutzt. Unsere Funkwellen sind mit den unterschiedlichsten Funksignalen gefüllt und ihre Zahl nimmt ständig zu. Ist es dort nicht „eng“? Gibt es überhaupt Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl gleichzeitig betriebener Radio- und Fernsehsender?
Es stellt sich heraus, dass es Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl gleichzeitig betriebener Sender gibt. Tatsache ist, dass eine elektromagnetische Welle, wenn sie Informationen überträgt, durch ein bestimmtes Signal moduliert wird. Eine solche modulierte Welle kann keiner streng definierten Frequenz oder Länge mehr zugeordnet werden. Zum Beispiel, wenn eine Welle A in Abb. 2 hat eine Frequenz w, im Funkwellenbereich liegend, und das Signal B hat eine Frequenz W, im Bereich der Schallwellen liegend (von 20 Hz bis 20 kHz), dann die modulierte Welle V stellt eigentlich drei Radiowellen mit Frequenzen dar w-W, w Und w+W. Wie Mehr Informationen Je mehr Wellen eine Welle enthält, desto größer ist der Frequenzbereich, den sie einnimmt. Bei der Tonübertragung reicht eine Reichweite von etwa 16 kHz aus, ein Fernsehsignal belegt bereits eine Reichweite von etwa 8 MHz, also 500-mal mehr. Deshalb ist die Übertragung eines Fernsehsignals nur im Bereich ultrakurzer (Meter- und Dezimeter-)Wellen möglich.
Überlappen sich die Signalbänder zweier Sender, dann interferieren die Wellen dieser Sender. Interferenzen verursachen Störungen beim Empfang von Wellen. Zu übertragene Signale sich nicht gegenseitig beeinflussten, d. h. damit die übertragenen Informationen nicht verzerrt werden, sollten sich die von Radiosendern belegten Bänder nicht überlappen. Dadurch wird die Anzahl der Funkübertragungsgeräte, die in jedem Band betrieben werden, begrenzt.
Mithilfe von Radiowellen können Sie verschiedene Informationen (Ton, Bild, Computerinformationen) übertragen, wofür eine Modulation der Wellen erforderlich ist. Eine modulierte Welle belegt ein bestimmtes Frequenzband. Damit sich die Wellen verschiedener Sender nicht gegenseitig stören, müssen sich deren Frequenzen um einen Wert unterscheiden, der größer als das Frequenzband ist.
Prinzipien des Radars.
Eine weitere wichtige Anwendung von Radiowellen ist Radar, das auf der Fähigkeit von Radiowellen basiert, von verschiedenen Objekten reflektiert zu werden. Mit Radar können Sie den Standort eines Objekts und seine Geschwindigkeit bestimmen. Für Radar werden Wellen im Dezimeter- und Zentimeterbereich verwendet. Der Grund für diese Wahl ist ganz einfach: Längere Wellen biegen sich aufgrund des Beugungsphänomens um Objekte (Flugzeuge, Schiffe, Autos) herum, praktisch ohne von ihnen reflektiert zu werden. Grundsätzlich können Radarprobleme mithilfe elektromagnetischer Wellen im sichtbaren Bereich des Spektrums, also durch visuelle Beobachtung eines Objekts, gelöst werden. Allerdings wird die sichtbare Strahlung durch atmosphärische Bestandteile wie Wolken, Nebel, Staub und Rauch verzögert. Für Radiowellen sind diese Objekte völlig transparent, was den Einsatz von Radar bei allen Wetterbedingungen ermöglicht.
Um den Standort zu bestimmen, müssen Sie die Richtung zum Objekt und die Entfernung dazu bestimmen. Das Problem der Entfernungsbestimmung ist einfach gelöst. Radiowellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, d. h. die Welle erreicht ein Objekt und kehrt in einer Zeit zurück, die dem Doppelten der Entfernung zum Objekt dividiert durch die Lichtgeschwindigkeit entspricht. Das Sendegerät sendet einen Funkimpuls in Richtung des Objekts, und das Empfangsgerät empfängt diesen Impuls mit derselben Antenne. Die Zeit zwischen Senden und Empfangen eines Funkimpulses wird automatisch in Entfernung umgerechnet.
Um die Richtung zu einem Objekt zu bestimmen, werden hochgerichtete Antennen verwendet. Solche Antennen erzeugen eine Welle in Form eines schmalen Strahls, sodass das Objekt nur an einer bestimmten Stelle der Antenne in diesen Strahl fällt (die Wirkung ähnelt dem Strahl einer Taschenlampe). Während des Radarvorgangs wird die Antenne „gedreht“, sodass der Wellenstrahl einen großen Raumbereich abtastet. Das Wort „dreht“ steht in Anführungszeichen, da bei modernen Antennen keine mechanische Drehung erfolgt; die Richtung der Antenne ändert sich elektronisch. Das Prinzip des Radars ist in Abb. dargestellt. 3.
Radar ermöglicht die Einstellung der Entfernung zu einem Objekt, der Richtung zum Objekt und der Geschwindigkeit des Objekts. Aufgrund der Fähigkeit von Radiowellen, sich ungehindert durch Wolken und Nebel auszubreiten, können Radartechniken bei allen Wetterbedingungen eingesetzt werden.
1. ○ Wie lang sind die zur Kommunikation genutzten Funkwellen?
2. ○ Wie kann man eine Funkwelle dazu bringen, Informationen zu übertragen?
3. ○ Wie ist die Anzahl der ausgestrahlten Radiosender begrenzt?
4. · Berechnen Sie unter der Annahme, dass die Übertragungsfrequenz das Zehnfache der vom Signal eingenommenen Frequenzbreite betragen muss, die Mindestwellenlänge für die Übertragung eines Fernsehsignals.
5. * Wie kann man mit Radar die Geschwindigkeit eines Objekts bestimmen?
§ 27.Funktionsprinzipien der Mobiltelefonie.
(Workshop-Lektion)
Wenn Edison solche Gespräche geführt hätte, hätte die Welt nie ein Grammophon oder ein Telefon gesehen.
I. Ilf, E. Petrov
Wie funktioniert Mobiltelefonie? Welche Elemente sind in einem Mobiltelefon enthalten und welchen Zweck erfüllen sie? Wie sind die Aussichten für die Entwicklung des Mobilfunks?
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Lebensweise.
1. Bei der Nutzung eines Mobiltelefons kommt es in unmittelbarer Nähe des Gehirns zu einer ständigen Strahlung von Radiowellen. Derzeit sind sich die Wissenschaftler nicht einig über den Einfluss dieser Strahlung auf den Körper. Allerdings sollten Sie keine allzu langen Gespräche mit Ihrem Mobiltelefon führen!
2. Signale Mobiltelefone kann verschiedene elektronische Geräte, wie z. B. Navigationsgeräte, stören. Einige Fluggesellschaften verbieten die Nutzung von Mobiltelefonen während oder während des Fluges. bestimmte Zeit Flug (Start, Landung). Wenn es solche Verbote gibt, befolgen Sie sie, es ist in Ihrem Interesse!
3. Einige Elemente des Mobilgeräts, wie z. B. die Flüssigkristallanzeige, können beschädigt werden, wenn sie hellem Sonnenlicht ausgesetzt werden hohe Temperatur. Andere Komponenten, wie z. B. die elektronischen Schaltkreise, die Signale umwandeln, können beschädigt werden, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Schützen Sie Ihr Mobiltelefon vor solchen schädlichen Einflüssen!
Antwort auf Aufgabe 1.
Im Vergleich zur herkömmlichen Telefonkommunikation ist es bei der Mobiltelefonkommunikation nicht erforderlich, dass der Teilnehmer eine Verbindung zu einem Kabel zur Telefonzentrale herstellt (daher der Name – mobil).
Im Vergleich zur Funkkommunikation:
1. Mit der Mobiltelefonie können Sie in fast jedem Bereich der Welt jeden Teilnehmer kontaktieren, der über ein Mobiltelefon verfügt oder an eine Festnetztelefonzentrale angeschlossen ist.
2. Der Sender in einem Mobiltelefon sollte keine hohe Leistung haben und kann daher klein und schwer sein.
Antwort auf Aufgabe 2. Für den Mobilfunk sollen Ultrakurzwellen genutzt werden.
Antwort auf Aufgabe 3.
Antwort auf Aufgabe 4. Die Telefonzentrale muss über Geräte verfügen, die elektromagnetische Wellen empfangen, verstärken und senden. Da sich die verwendeten Funkwellen über Sichtstrecken ausbreiten, ist ein Netzwerk von Relaisstationen erforderlich. Für die Kommunikation mit anderen Telefonzentralen in entfernten Regionen ist eine Anbindung an Fern- und Auslandsnetze erforderlich.
Antwort auf Aufgabe 5. Das Gerät muss Informationseingabe- und -ausgabegeräte enthalten, ein Gerät, das ein Informationssignal in eine Funkwelle umwandelt und die Funkwelle in ein Informationssignal umwandelt.
Antwort auf Aufgabe 6. Beim Telefonieren übermitteln und nehmen wir zunächst Toninformationen auf. Das Gerät kann uns jedoch auch visuelle Informationen liefern. Beispiele: die Telefonnummer, unter der sie uns anrufen, die Telefonnummer unseres Freundes, die wir in den Speicher unseres Telefons eingegeben haben. Moderne Geräte sind in der Lage, Videoinformationen zu empfangen, wofür eine Videokamera eingebaut ist. Schließlich nutzen wir bei der Übermittlung von Informationen auch einen Sinn wie den Tastsinn. Um eine Nummer zu wählen, drücken wir Tasten, die Zahlen und Buchstaben enthalten.
Antwort auf Aufgabe 7. Audioinformationen eingeben – Mikrofon, Audioinformationsausgabe – Telefon, Eingabe von Videoinformationen – Camcorder, Ausgabe von Videoinformationen – Anzeige sowie Schaltflächen zur Eingabe von Informationen in Form von Buchstaben und Zahlen.
Antwort auf Aufgabe 8.
(Der gepunktete Rahmen in der Abbildung bedeutet, dass dieses Gerät nicht unbedingt im Mobiltelefon enthalten ist.)
§28. Geometrische Optik und optische Instrumente.
(Unterrichtsvorlesung).
Dann gelang es mir, ohne Mühe und Kosten zu sparen, ein Instrument zu bauen, das so perfekt war, dass Objekte, wenn man sie durchschaute, fast tausendmal größer und mehr als dreißigmal näher erschienen als die, die man auf natürlichem Wege sieht.
Galileo Galilei.
Wie werden Lichtphänomene aus Sicht der geometrischen Optik betrachtet? Was sind Linsen? In welchen Geräten werden sie verwendet? Wie wird eine visuelle Vergrößerung erreicht? Mit welchen Geräten lässt sich eine visuelle Vergrößerung erzielen? Geometrische Optik. Brennweite des Objektivs. Linse. CCD-Matrix. Beamer. Unterkunft. Okular.
Elemente der geometrischen Optik. Linse. Brennweite des Objektivs. Augenartig optisches System. Optische Instrumente . (Physik 7.-9. Klasse). Naturwissenschaft 10, § 16.
Geometrische Optik und Linseneigenschaften.
Licht ist wie Radiowellen Elektromagnetische Welle. Allerdings beträgt die Wellenlänge der sichtbaren Strahlung mehrere Zehntel Mikrometer. Daher z Wellenphänomene Interferenz und Beugung treten unter normalen Bedingungen praktisch nicht auf. Dies führte insbesondere dazu, dass die Wellennatur des Lichts entstand lange Zeit war nicht bekannt, und selbst Newton ging davon aus, dass Licht ein Teilchenstrom sei. Es wurde angenommen, dass sich diese Partikel geradlinig von einem Objekt zum anderen bewegen und dass die Ströme dieser Partikel Strahlen bilden, die beobachtet werden können, wenn Licht durch ein kleines Loch geleitet wird. Diese Rezension heißt geometrische Optik , im Gegensatz zur Wellenoptik, bei der Licht als Welle behandelt wird.
Die geometrische Optik ermöglichte es, die Gesetze der Lichtreflexion und Lichtbrechung an der Grenze zwischen verschiedenen transparenten Stoffen zu konkretisieren. Als Ergebnis wurden die Eigenschaften von Linsen erläutert, die Sie im Physikkurs studiert haben. Mit der Erfindung der Linsen begann die praktische Nutzung der Errungenschaften der Optik.
Erinnern wir uns daran, wie ein Bild in einer dünnen Sammellinse aufgebaut wird (siehe Abb. 1).
Ein Objekt wird als Ansammlung leuchtender Punkte dargestellt und sein Bild wird Punkt für Punkt aufgebaut. Um ein Bild von einem Punkt zu erstellen A Sie müssen zwei Balken verwenden. Ein Strahl verläuft parallel zur optischen Achse und durchläuft nach der Brechung in der Linse den Fokus F'. Der andere Strahl durchläuft die Mitte der Linse, ohne gebrochen zu werden. Der Punkt am Schnittpunkt dieser beiden Strahlen A' und wird das Bild eines Punktes sein A. Der Rest der Pfeilspitzen endet bei A sind auf ähnliche Weise aufgebaut, sodass ein Pfeil entsteht, dessen Ende an der Spitze liegt A'. Beachten Sie, dass Strahlen die Eigenschaft der Umkehrbarkeit haben, wenn die Quelle an einem Punkt platziert ist A’, dann wird sein Bild an der Stelle sein A.
Abstand von der Quelle zum Objektiv D hängt vom Abstand vom Bild zum Objektiv ab D¢ Verhältnis: 1/ D + 1/D¢ = 1/F, Wo F – Brennweite, also der Abstand vom Brennpunkt der Linse zur Linse. Das Bild eines Objekts kann entweder verkleinert oder vergrößert werden. Der Anstiegs- (Abnahme-) Koeffizient lässt sich anhand von Abb. leicht ermitteln. 1 und Ähnlichkeitseigenschaften von Dreiecken: G = D¢ /D. Aus den letzten beiden Formeln können wir die folgende Eigenschaft ableiten: Das Bild wird verkleinert, wenn D>2F(in diesem Fall F< D¢ < 2F). Aus der Umkehrbarkeit des Strahlengangs folgt, dass das Bild vergrößert wird, wenn F< D< 2F(in diesem Fall D¢ > 2F). Beachten Sie, dass es manchmal notwendig ist, das Bild erheblich zu vergrößern. Dann muss das Objekt etwas weiter vom Objektiv entfernt platziert werden als der Fokus. Das Bild befindet sich in einem großen Abstand vom Objektiv. Wenn Sie das Bild hingegen deutlich verkleinern müssen, wird das Objekt in großer Entfernung vom Objektiv platziert und sein Bild ist etwas weiter als der Brennpunkt vom Objektiv entfernt.
Objektive in verschiedenen Geräten.
Die beschriebene Eigenschaft von Linsen wird in verschiedenen Geräten genutzt, in denen Sammellinsen zum Einsatz kommen Linsen. Streng genommen besteht jede hochwertige Linse aus einem System von Linsen, ihre Wirkungsweise ist jedoch die gleiche wie die einer einzelnen Sammellinse.
Geräte, die Bilder vergrößern, werden genannt Projektoren. Projektoren werden beispielsweise in Kinos eingesetzt, wo ein wenige Zentimeter großes Filmbild auf eine Leinwandgröße von mehreren Metern vergrößert wird. Eine andere Art von Projektoren sind Multimedia-Projektoren. Bei ihnen erzeugt ein von einem Computer, Videorecorder oder Videorecorder kommendes Signal ein kleines Bild, das durch eine Linse auf eine große Leinwand projiziert wird.
Viel häufiger ist es notwendig, das Bild zu verkleinern statt zu vergrößern. Dafür werden Objektive in Foto- und Videokameras verwendet. Ein Bild von mehreren Metern, beispielsweise das Bild einer Person, wird auf eine Größe von mehreren Zentimetern oder mehreren Millimetern verkleinert. Der Empfänger, auf den das Bild projiziert wird, ist ein Fotofilm oder eine spezielle Matrix aus Halbleitersensoren ( CCD-Matrix) und wandelt das Videobild in ein elektrisches Signal um.
Die Bildreduzierung wird bei der Herstellung von Mikroschaltungen verwendet, die in elektronischen Geräten, insbesondere Computern, verwendet werden. Die Elemente von Mikroschaltungen – Halbleiterbauelemente, Verbindungsdrähte usw. – haben Abmessungen von mehreren Mikrometern, und ihre Anzahl auf einem Siliziumwafer mit Abmessungen in der Größenordnung eines Zentimeters erreicht mehrere Millionen. Natürlich ist es unmöglich, so viele Elemente dieser Größenordnung zu zeichnen, ohne sie mit einer Linse zu verkleinern.
In Teleskopen werden Linsen verwendet, die das Bild verkleinern. Objekte wie Galaxien mit Abmessungen von Millionen Lichtjahren „passen“ auf einen Film oder eine CCD-Matrix mit Abmessungen von mehreren Zentimetern.
Hohlspiegel werden auch als Linsen in Teleskopen verwendet. Eigenschaften konkaver Spiegelähneln in vielerlei Hinsicht den Eigenschaften einer Sammellinse, nur entsteht das Bild nicht hinter dem Spiegel, sondern vor dem Spiegel (Abb. 2). Es ist wie eine Spiegelung des vom Objektiv empfangenen Bildes.
Unser Auge enthält auch eine Linse – eine Linse, die die Objekte, die wir sehen, auf die Größe der Netzhaut – einige Millimeter – verkleinert (Abb. 3).
Um das Bild scharf zu machen, verändern spezielle Muskeln die Brennweite des Objektivs: Sie vergrößern sie, wenn sich das Objekt nähert, und verkleinern sie, wenn es sich entfernt. Die Fähigkeit, die Brennweite zu ändern, wird aufgerufen Unterkunft. Ein normales Auge ist in der Lage, Bilder für Objekte zu fokussieren, die weiter als 12 cm vom Auge entfernt sind. Gelingt es den Muskeln nicht, die Brennweite der Linse auf den erforderlichen Wert zu reduzieren, sieht der Mensch nahe Objekte nicht, das heißt, er leidet an Weitsichtigkeit. Abhilfe schafft die Platzierung einer Sammellinse (Brille) vor dem Auge, deren Wirkung einer Verkürzung der Brennweite der Linse gleichkommt. Der entgegengesetzte Sehfehler, die Myopie, wird mit einer Zerstreuungslinse korrigiert.
Geräte, die eine visuelle Vergrößerung bieten.
Mit dem Auge können wir die Winkelabmessungen eines Gegenstandes nur abschätzen (siehe § 16 Naturwissenschaft 10). Beispielsweise können wir das Bild des Mondes mit einem Stecknadelkopf abdecken, d. h. die Winkelabmessungen des Mondes und des Stecknadelkopfes können gleich gemacht werden. Eine visuelle Vergrößerung kann entweder dadurch erreicht werden, dass man das Objekt näher an das Auge heranbringt oder es irgendwie im gleichen Abstand vom Auge vergrößert (Abb. 4).
Wenn wir versuchen, ein kleines Objekt zu betrachten, bringen wir es näher an das Auge heran. Bei einer sehr engen Annäherung kann unser Objektiv jedoch nicht die Brennweite verringern, sodass wir das Objekt beispielsweise aus einer Entfernung von 5 cm betrachten können. Die Situation kann auf die gleiche Weise korrigiert werden Weitsichtigkeit, indem man eine Sammellinse vor das Auge setzt. Eine zu diesem Zweck verwendete Linse heißt Lupe. Die Entfernung, aus der das normale Auge ein kleines Objekt bequem erkennen kann, wird als Entfernung der besten Sicht bezeichnet. In der Regel wird dieser Abstand mit 25 cm angenommen. Ermöglicht eine Lupe beispielsweise die Betrachtung eines Objekts aus einer Entfernung von 5 cm, so wird eine visuelle Vergrößerung von 25/5 = 5-fach erreicht.
Wie kann man beispielsweise den Mond visuell vergrößern? Mit einer Linse müssen Sie ein verkleinertes Bild des Mondes, aber nah am Auge, erstellen und dieses Bild dann durch eine Lupe betrachten in diesem Fall angerufen Okular. Genau so funktioniert die Kepler-Röhre (siehe § 16 Naturwissenschaft 10).
Eine visuelle Vergrößerung beispielsweise einer pflanzlichen oder tierischen Zelle wird auf andere Weise erreicht. Die Linse erzeugt ein vergrößertes Bild des Objekts in Augennähe, das durch das Okular betrachtet wird. Genau so funktioniert ein Mikroskop.
In vielen Geräten kommen Linsen und Linsensysteme zum Einsatz. Die Objektive der Geräte ermöglichen es Ihnen, sowohl vergrößerte als auch verkleinerte Bilder des Objekts zu erhalten. Eine visuelle Vergrößerung wird durch Vergrößerung der Winkelgröße eines Objekts erreicht. Benutzen Sie dazu eine Lupe oder ein Okular in einem System mit Linse.
1. · Auf welcher Strahleneigenschaft beruht die Wirkung von Linsen?
2. * Erklären Sie anhand der Methode zur Konstruktion eines Bildes in einer Sammellinse, warum sich die Brennweite der Linse ändern sollte, wenn sich der Abstand zwischen Objekt und Auge ändert.
3. · Im Mikroskop und in der Kepler-Röhre erscheint das Bild auf dem Kopf. Welches Objektiv, Objektiv oder Okular kehrt das Bild um?
§ 29. Das Funktionsprinzip von Brillen.
(Workshop-Lektion).
Die Augen des Affen sind im Alter schwach geworden,
Aber sie hörte von Leuten,
Dass dieses Übel keine so große Hand ist,
Man muss sich nur eine Brille besorgen.
Was passiert bei der Augenakkommodation? Was ist der Unterschied zwischen normalen, kurzsichtigen und weitsichtigen Augen? Wie korrigiert eine Linse einen Sehfehler?
Linse. Brennweite des Objektivs. Das Auge als optisches System. Optische Instrumente . (Physik Klassen 7-9). Sehbehinderung. (Biologie, Grundschule).
Ziel der Arbeit: Erkunden Sie mithilfe eines Multimediaprogramms die Funktionsweise der Augenlinse bei normalem, kurzsichtigem und weitsichtigem Sehen. Erfahren Sie, wie Sehfehler mithilfe einer Linse korrigiert werden.
Ausrüstung: Personal Computer, Multimedia-Disc („Open Physics“).
Arbeitsplan: Erkunden Sie die Akkommodationsmöglichkeiten eines normalen, kurzsichtigen und weitsichtigen Auges, indem Sie die Aufgabe nacheinander ausführen. Untersuchung der Akkommodation kurzsichtiger und weitsichtiger Augen bei Vorhandensein einer Linse vor dem Auge. Wählen Sie eine Linse für das entsprechende Auge.
Sie wissen bereits, dass Sehstörungen wie Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit mit der Unfähigkeit einhergehen, der Augenlinse durch die Arbeit der Augenmuskulatur eine optimale Krümmung zu verleihen. Bei Myopie bleibt die Linse zu konvex, ihre Krümmung ist zu groß und dementsprechend ist die Brennweite zu kurz. Das Gegenteil geschieht bei Weitsichtigkeit.
Denken Sie daran, dass anstelle der Brennweite eine andere Linse zur Charakterisierung einer Linse verwendet werden kann. physikalische Größe– optische Leistung. Die optische Leistung wird in Dioptrien gemessen und ist als Kehrwert der Brennweite definiert: D = 1/F(1 Dioptrie = 1/1m). Die optische Leistung der Zerstreuungslinse hat negative Bedeutung. Die optische Leistung des Objektivs ist immer positiv. Allerdings ist die optische Wirkung der Linse für ein kurzsichtiges Auge zu groß und für ein weitsichtiges Auge zu gering.
Die Wirkung von Brillen beruht auf der Eigenschaft von Linsen, dass sich die optischen Kräfte zweier nahe beieinander stehender Linsen (unter Berücksichtigung des Vorzeichens) addieren.
Übung 1. Untersuchen Sie die Funktion eines normalen Auges ohne Linse. Ihnen werden drei Anpassungsoptionen angeboten: normal – für die Entfernung mit der besten Sicht, weit – für eine unendlich große Entfernung und automatisch, bei der das Auge die Linse an eine bestimmte Entfernung anpasst. Beobachten Sie durch Ändern des Abstands zum Objekt die Momente, in denen das Auge fokussiert ist. Wo ist in diesem Fall das Bild im Auge fokussiert? Was entspricht in diesem Programm der besten Sehweite?
Aufgabe 2. Entdecken Sie die Wirkung einer Lupe. Stellen Sie das normale Auge auf normale Akkommodation ein. Platzieren Sie eine Sammellinse mit größtmöglicher optischer Stärke vor Ihrem Auge. Finden Sie die Entfernung, auf die das Auge fokussiert ist. Bestimmen Sie anhand des Materials aus dem vorherigen Absatz, wie oft diese Lupe vergrößert?
Aufgabe 3. Wiederholen Sie Aufgabe 1 für die kurzsichtigen und weitsichtigen Augen. Wo werden die Strahlen fokussiert, wenn das Auge nicht fokussiert ist?
Aufgabe 4. Wählen Sie eine Brille für kurzsichtige und weitsichtige Augen. Stellen Sie dazu die automatische Augenakkommodation ein. Wählen Sie ein Objektiv so aus, dass das Auge fokussiert wird, wenn sich die Entfernung von der Entfernung der besten Sicht (25 cm) bis zur Unendlichkeit ändert. Wo liegen die Grenzen der optischen Stärke der Brillengläser, bei denen die im Programm angegebene Brille für die „Augen“ ihre Funktion erfolgreich erfüllen kann?
Aufgabe 5. Versuchen Sie, das optimale Ergebnis für kurzsichtige und weitsichtige Augen zu erzielen, wenn das Auge mit der ausgewählten Linse auf Entfernungen von unendlich bis zum minimal möglichen Wert fokussiert wird.
Strahlen von entfernten Objekten werden, nachdem sie die Linse eines kurzsichtigen Auges passiert haben, vor der Netzhaut gebündelt und das Bild wird unscharf. Um dies zu korrigieren, ist eine Brille mit Zerstreuungsgläsern erforderlich. Strahlen von nahen Objekten werden, nachdem sie die Linse eines weitsichtigen Auges passiert haben, hinter der Netzhaut gebündelt und das Bild wird unscharf. Um dies zu korrigieren, ist eine Brille mit Sammellinsen erforderlich.
§ 25. Elektrizität und Ökologie.
(Unterrichtskonferenz).
Mir ist mehr als einmal aufgefallen, dass die Arbeit im Wasserbau wie ein Krieg ist. Im Krieg muss man nicht gähnen, sonst wird man umgeworfen, und hier muss man ununterbrochen arbeiten – das Wasser kommt über einen.
Was sind die Hauptkomponenten und Funktionsprinzipien eines modernen Blockheizkraftwerks (BHKW)? Was sind die Hauptkomponenten und das Funktionsprinzip eines Wasserkraftwerks (WKW)? Welche Auswirkungen kann der Bau von Wärmekraftwerken und Wasserkraftwerken auf die Umweltsituation haben?
Zweck der Konferenz: Machen Sie sich mit dem Betrieb der gängigsten Kraftwerkstypen vertraut, wie z Wärmekraftwerke und Wasserkraftwerke. Verstehen Sie, welche Auswirkungen der Bau dieser Art von Kraftwerken auf die Umwelt haben kann.
Konferenzplan:
1. Bau und Betrieb eines modernen Wärmekraftwerks.
2. Bau und Betrieb eines modernen Wasserkraftwerks.
3. Kraftwerke und Ökologie.
Betrachtet man die historische Vergangenheit unseres Landes, muss man erkennen, dass es der schnelle Durchbruch auf dem Gebiet der elektrischen Energie war, der es ermöglichte, in kürzester Zeit eine landwirtschaftliche Energie in eine industrielle Energie umzuwandeln. Industriestaat. Viele Flüsse wurden „erobert“ und zur Stromversorgung gezwungen. Erst Ende des 20. Jahrhunderts begann unsere Gesellschaft zu analysieren, um welchen Preis dieser Durchbruch erreicht wurde, um welchen Preis? Personalwesen, auf Kosten etwaiger Veränderungen in der Natur. Jede Münze hat immer zwei Seiten, und Gebildete Person muss beide Seiten sehen und vergleichen.
Nachricht 1. Fabrik für Strom und Wärme.
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen gehören zu den häufigsten Stromerzeugern. Der Hauptmechanismus eines Wärmekraftwerks ist eine Dampfturbine, die einen Stromgenerator antreibt. Am geeignetsten ist der Bau eines Wärmekraftwerks Großstädte, denn der in der Turbine ausgestoßene Dampf gelangt in das Heizsystem der Stadt und versorgt unsere Häuser mit Wärme. Der gleiche Dampf erhitzt Heißes Wasser in unsere Häuser kommen.
Nachricht 2. Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?
Wasserkraftwerke sind die leistungsstärksten Stromerzeuger. Im Gegensatz zu Wärmekraftwerken werden Wasserkraftwerke mit erneuerbaren Energiequellen betrieben. Es mag den Anschein haben, dass Wasserkraft „kostenlos zur Verfügung gestellt“ wird. Allerdings handelt es sich bei Wasserkraftwerken um sehr teure Wasserbauwerke. Die Kosten für den Bau eines Wasserkraftwerks variieren. Am schnellsten amortisieren sich Kraftwerke, die an Gebirgsflüssen gebaut werden. Der Bau von Wasserkraftwerken an Tieflandflüssen erfordert unter anderem die Berücksichtigung von Landschaftsveränderungen und den Rückzug größerer Flächen aus der industriellen und landwirtschaftlichen Nutzung.
Nachricht 3. Kraftwerke und Ökologie.
Die moderne Gesellschaft benötigt große Mengen Strom. Die Produktion einer solchen Strommenge ist unweigerlich mit der Transformation der Natur um uns herum verbunden. Die Minimierung negativer Folgen gehört zu den Aufgaben bei der Auslegung von Kraftwerken. Zunächst ist es jedoch notwendig, die negativen Auswirkungen leistungsstarker Stromerzeugungsanlagen auf die Natur zu verstehen.
Verbrennung große Mengen Kraftstoff kann insbesondere Phänomene wie z saurer Regen sowie chemische Verschmutzung. Es scheint, dass Wasserkraftwerke, in denen nichts verbrannt wird, keine negativen Auswirkungen auf die Natur haben sollten. Allerdings ist der Bau von Tieflandwasserkraftwerken immer mit der Überschwemmung großer Gebiete verbunden. Viele von Folgen für die Umwelt Solche Überschwemmungen, die Mitte des 20. Jahrhunderts stattfanden, fordern erst jetzt ihren Tribut. Durch die Blockierung von Flüssen durch Staudämme greifen wir unweigerlich in das Leben der Bewohner von Stauseen ein, was auch negative Folgen hat. Es gibt beispielsweise die Meinung, dass der gesamte von den Wolga-Wasserkraftwerken erzeugte Strom die Verluste, die mit einem Rückgang des Störfangs einhergehen, nicht wert ist.
Informationsquellen.
1. Kinderlexikon.
2. Kirillins Geschichte der Wissenschaft und Technik. - M.: Wissenschaft. 1994.
3. Vodopyanov-Folgen des Atomwaffensperrvertrags. Minsk: Wissenschaft und Technologie, 1980.
5. Nicht-traditionelle Energiequellen – M: Wissen, 1982.
6., Skalkin-Aspekte des Umweltschutzes. - L.: Gidrometeoizdat, 1982.
7. Nikitin – Technischer Fortschritt, Natur und Mensch – M: Nauka 1977.
8. , Spielrain. Probleme und Perspektiven. - M: Energie, 1981.
9. Physik und wissenschaftlicher und technologischer Fortschritt / Ed. , .- M: Bildung, 19888.
10.Energie und Sicherheit Umfeld/ Ed. und andere - M.: Energie, 1979.
Moderne Kraftwerke sind komplexe Ingenieurbauwerke. Sie sind für die Existenz der modernen Gesellschaft notwendig. Ihre Konstruktion muss jedoch so erfolgen, dass Schäden an der Natur minimiert werden.
Der Planet Erde ist wie eine unsichtbare Decke von einer Atmosphäre umhüllt. Diese Hülle schützt die Erde und alle ihre Bewohner vor Bedrohungen aus dem Weltraum. Man kann auch argumentieren, dass Leben auf der Erde nur aufgrund der Existenz einer Atmosphäre möglich ist.
Die Menschheit war am Lernen interessiert Lufthülle Planeten schon lange, aber Instrumente zur Messung atmosphärischer Indikatoren erschienen erst vor relativ kurzer Zeit – erst vor etwa vier Jahrhunderten. Welche Möglichkeiten gibt es, die Lufthülle der Erde zu untersuchen? Schauen wir sie uns genauer an.
Studium der Atmosphäre
Jeder Mensch verlässt sich auf Wettervorhersagen der Medien. Doch bevor diese Informationen der Öffentlichkeit bekannt werden, müssen sie auf viele verschiedene Arten gesammelt werden. Für diejenigen, die sich für die Untersuchung der Atmosphäre interessieren, ist es wichtig zu wissen: Die wichtigsten Instrumente zu ihrer Untersuchung, die im 16. Jahrhundert erfunden wurden, sind eine Wetterfahne, ein Thermometer und ein Barometer.
Jetzt untersucht er die Lufthülle der Erde. Dazu gehören neben Russland auch viele andere Länder. Da die Atmosphäre heutzutage mit speziellen Geräten untersucht wird, haben WMO-Mitarbeiter spezielle Programme zur Datenerfassung und -verarbeitung entwickelt. Hierzu kommen modernste Technologien zum Einsatz.
Thermometer
Die Temperatur wird immer noch mit Thermometern gemessen. Grad werden in Celsius gemessen. Dieses System Es basiert auf physikalische Eigenschaften Wasser. Bei null Grad Celsius geht es in einen festen Zustand über, bei 100 in einen gasförmigen Zustand.
Dieses System ist nach einem Wissenschaftler aus Schweden benannt, der 1742 die Temperaturmessung mit dieser Methode vorschlug. Trotz technologischer Fortschritte werden vielerorts immer noch Quecksilberthermometer verwendet.
Niederschlagsmesser
Informationen darüber, wie die Atmosphäre untersucht wird, sind sowohl für Schüler als auch für Erwachsene von Interesse. Interessant ist zum Beispiel, dass Meteorologen die Niederschlagsmenge mit einem Regenmesser messen. Hierbei handelt es sich um ein Gerät, mit dem Sie sowohl die Menge an flüssigem als auch festem Niederschlag messen können.
Diese Methode zur Untersuchung der Atmosphäre erschien in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts. Der Regenmesser besteht aus einem Eimer, der auf einer Stange montiert und von einem Windschutz umgeben ist. Das Gerät wird auf ebenen Flächen aufgestellt; die optimale Installationsmöglichkeit ist ein von Häusern oder Bäumen umgebener Ort. Wenn die Niederschlagsmenge in 12 Stunden 49 mm übersteigt, gilt der Regen als stark. Für Schnee gilt dieser Begriff, wenn im gleichen Zeitraum 19 mm fallen.
Windgeschwindigkeit und -richtung messen
Zur Messung der Windgeschwindigkeit wird ein Gerät namens Anemometer verwendet. Es wird auch verwendet, um die Geschwindigkeit gerichteter Luftströme zu untersuchen.
Die Luftgeschwindigkeit ist einer der wichtigsten Indikatoren der Atmosphäre. Zur Messung der Windgeschwindigkeit und -richtung werden zudem spezielle Ultraschallsensoren (Anemormbometer) eingesetzt. Eine Wetterfahne wird üblicherweise neben dem Windmesser angebracht. Auch in der Nähe von Flugplätzen, Brücken und anderen Orten, an denen starker Wind eine Gefahr darstellen kann, werden meist spezielle kegelförmige Säcke aus gestreiftem Stoff angebracht.
Barometer
Wir haben uns angesehen, welche Instrumente und wie man die Atmosphäre untersucht. Eine Übersicht über alle Methoden zu seiner Untersuchung wäre jedoch unvollständig, ohne das Barometer zu erwähnen – ein spezielles Gerät, mit dem man die Stärke des Luftdrucks bestimmen kann.
Die Idee eines Barometers wurde von Galileo vorgeschlagen, obwohl sie von seinem Schüler E. Torricelli verwirklicht wurde, der als Erster die Tatsache des atmosphärischen Drucks bewies. Mit Barometern, die den Druck der atmosphärischen Säule messen, können Sie Wettervorhersagen erstellen. Darüber hinaus werden diese Geräte auch als Höhenmesser eingesetzt, da der Luftdruck in der Atmosphäre von der Höhe abhängt.
Warum drückt Luft auf die Erdoberfläche? Luftmoleküle werden wie alle anderen materiellen Körper durch die Schwerkraft von der Oberfläche unseres Planeten angezogen. Die Tatsache, dass Luft Gewicht hat, wurde von Galileo nachgewiesen und dieser Druck wurde von E. Torricelli erfunden.
Berufe, die die Atmosphäre studieren
Die Untersuchung der Lufthülle der Erde wird hauptsächlich von Vertretern zweier Berufsgruppen durchgeführt – Wettervorhersagern und Meteorologen. Was ist der Unterschied zwischen diesen beiden Berufen?
Meteorologen nehmen an verschiedenen Expeditionen teil. Oft findet ihre Arbeit statt Polarstationen, Hochgebirgsplateaus sowie Flugplätze und Ozeandampfer. Der Meteorologe kann sich keine Minute von seinen Beobachtungen ablenken. So unbedeutend die Schwankungen auch erscheinen mögen, er muss sie in ein spezielles Tagebuch eintragen.
Meteorologen unterscheiden sich von Meteorologen dadurch, dass sie das Wetter durch die Analyse physiologischer Prozesse vorhersagen. Der Begriff „Prognostiker“ stammt übrigens aus dem Altgriechischen und wird mit „Beobachter vor Ort“ übersetzt.
Wer untersucht die Atmosphäre?
Um eine Wettervorhersage zu erstellen, müssen Informationen verwendet werden, die von mehreren Punkten auf der Erde gleichzeitig gesammelt werden. Die Lufttemperatur wird untersucht Atmosphärendruck sowie Windgeschwindigkeit und -stärke. Die Wissenschaft, die die Atmosphäre untersucht, heißt Meteorologie. Es untersucht die Struktur und alle in der Atmosphäre ablaufenden Prozesse. Überall auf der Erde gibt es spezielle meteorologische Zentren.
Schulkinder benötigen häufig Informationen über die Atmosphäre, Meteorologie und Meteorologen. Am häufigsten müssen sie sich dieser Frage in der 6. Klasse widmen. Wie wird die Atmosphäre untersucht und welche Spezialisten sind an der Erhebung und Verarbeitung von Daten über Veränderungen in dieser Atmosphäre beteiligt?
Die Atmosphäre wird von Meteorologen, Klimatologen und Aerologen untersucht. Vertreter des letztgenannten Berufsstandes untersuchen verschiedene Indikatoren der Atmosphäre. Meeresmeteorologen sind Spezialisten, die das Verhalten von Luftmassen über den Weltmeeren beobachten. Atmosphärenforscher liefern Informationen über die Atmosphäre für den Seeverkehr.
Auch landwirtschaftliche Betriebe benötigen diese Daten. Es gibt auch einen Zweig der Atmosphärenwissenschaft wie die Radiometeorologie. Und in letzten Jahrzehnte Eine andere Richtung wurde entwickelt – die Satellitenmeteorologie.
Warum wird Meteorologie benötigt?
Damit eine korrekte Wettervorhersage erstellt werden kann, müssen Informationen aus verschiedenen Teilen der Welt nicht nur gesammelt, sondern auch richtig verarbeitet werden. Je mehr Informationen ein Meteorologe (oder ein anderer Forscher) hat, desto genauer wird seine Arbeit sein. Jetzt werden alle Daten mithilfe von Computertechnologie verarbeitet. Meteorologische Informationen werden nicht nur in einem Computer gespeichert, sondern auch zur Erstellung von Wettervorhersagen für die nahe Zukunft verwendet.
