Радарна презентация за урок по физика (10 клас) по темата. Нашите дупета

В училище и в института ни обясниха, че ако кораб лети от Земята със субсветална скорост, светлината от Земята идва към него с нарастващо закъснение, а на кораба изглежда, че времето (всички процеси) на Земята се забавя надолу... И се оказва, че Айнщайн говори само за илюзията за "забавяне" и "ускоряване" на времето за различни наблюдатели.

Тук се оказва, че колкото времето се „забави” при отдалечаване от Земята, толкова се „ускори” и при връщането си на Земята. Ако в първия случай сигналът настигна кораба за пет секунди, сега сигналът се среща с кораба по-рано със същите 5 секунди. Тук няма Айнщайн с неговата относителност.
Във вашата история заменете Земята с Москва, космическия кораб с влак, дестинацията с Владивосток, сигналите с телефонни обаждания. И веднага ще стане ясно, че тук не мирише на никаква теория на относителността. Въпреки че в действителност има някакъв ефект, но той е абсолютно незначителен в сравнение с измислицата, която се появява във вашата легенда.

И така, какво е истинско? В действителност има много експерименти, които тестваха SRT. Избрах най-простото и разбираемо. Всъщност не намерих доклад за този експеримент. Но аз вярвам, че това наистина е сто хиляди пъти по-точно от експеримента от 1938 г.

Канадски физици поискаха да използват ускорител в института Макс Планк (има такъв в Германия). Същността на експеримента: литиеви йони се възбуждат от лазер и след това се измерва честотата на излъчване на тези йони. Честотата наричаме грубо казано броят на "гърбиците" на излъчваната вълна за единица време. Първо, честотата се измерва в покойна (лабораторна) референтна система. Вземете стойност f 0. След това йоните се ускоряват на ускорителя. Ако теорията на Айнщайн правилно прогнозира разширяването на времето, тогава за време от, да речем, 2 s в лабораторна система, само 1 s може да премине в система, движеща се с определена скорост. След като възбудим движещите се литиеви йони, в този случай получаваме честотата на излъчване f1, два пъти по-малък f 0. Точно това направиха и канадците. И те получиха несъответствие с теорията за по-малко от една десетмилионна от секундата.

Но не това ни интересува. Интересен е фонът на философската критика на SRT, GTR, квантовата механика. Изучавайки сегашните "коментатори" на преследването на физиката в СССР, се създава впечатлението, че съветските физици не са били в същата физика в зъби. В действителност проблемът беше, че физиката на 20-ти век се оказа в състояние, в което „материята изчезна, останаха само уравненията“. С други думи, физиката отказа да търси модели на материалната реалност и след като получи уравнения, които доста успешно описват процеси, просто започна да измисля интерпретации за тях. И този момент беше еднакво добре разбран както от физиците на СССР, така и от западните физици. Нито Айнщайн, нито Бор, нито Дирак, нито Файнман, нито Бом, нито ... някой беше доволен от такава ситуация в теоретичната физика. И съветската критика често приема аргументите на Made in Ottedov.

Ще се опитам да илюстрирам какво се има предвид под физическия модел на SRT, например, за разлика от неговия математически модел, изграден от Лоренц и Поанкаре, и в по-достъпна форма от Айнщайн. Като пример избрах модела на Генадий Ивченков. Подчертавам, че това е само илюстрация. Няма да защитавам истината му. Освен това SRT на Айнщайн е достатъчно безупречен физически.

Нека първо разгледаме решението на Айнщайн. Според SRT времето в движеща се система тече по-бавно, отколкото в неподвижна:

Тогава честотата на трептения (без значение какво) в движещата се система (измерена от неподвижен наблюдател) ще бъде по-малка, отколкото в неподвижна:

където ω ν е честотата на трептене в движещата се система, и ω 0 - в неподвижно. По този начин, чрез измерване на честотата на излъчване, което е дошло до неподвижен наблюдател от движеща се система, по отношение на честотното съотношение ω ν / ω 0 можете да изчислите скоростта на системата. Оказва се, че всичко е просто и логично.

Моделът на Ивченков

Да приемем, че два еднакви заряда с едно и също име взаимодействат (например два електрона), движещи се спрямо лабораторната координатна система в една и съща посока със същата скорост V на разстояние r успоредни един на друг. Очевидно в този случай силите на Кулон ще избутат зарядите, а тези на Лоренц ще се привличат. В този случай всеки заряд ще лети в магнитното поле, създадено от втория заряд.

Общата сила (понякога наричана сила на Лоренц, тъй като той е първият, който я изведе) се описва с формулата

Следователно силата на привличане на Лоренц на движещи се заряди (втората част на формулата), които при движение се превръщат в токове, ще бъде равна (в скаларна форма):

Кулоновата сила, отблъскваща електрически заряди, ще бъде равна на:

И скоростта на зарядите, при която силата на привличане е равна на силата на отблъскване, ще бъде равна на:

Следователно, при V< C Кулоновите сили преобладават и летящите заряди не се привличат, а отблъскват, въпреки че силата на отблъскване става по-малка от кулоновата и намалява с увеличаване на скоростта V според зависимостта:

Тази формула може да се изрази по друг начин:

И така, получихме зависимостта на силата на взаимодействие на движещите се заряди в лабораторната система. По-нататък ще вземем предвид общата форма на вибрационното уравнение, без да навлизаме в неговата специфика (в този случай можем да имаме предвид модела на де Бройл за основното и първото възбудено състояние на водородния атом).

F = - ω 2 m q

тези. честотата на излъчване при фиксирана маса на електрона и неговото "изместване" са пропорционални на корен квадратен от модула на силата. В нашия модел подробностите за структурата на атома не са важни за нас, важно е само да знаем какво ще се наблюдава в лабораторната референтна система с полученото по-горе съотношение на силата на взаимодействие на зарядите. По този начин,

което е в съгласие със заключението на Айнщайн:

MIB, това не е "легенда". Така ни обясняваха теорията на относителността в училище.

Същото се случва не само със светлината, но и със звуковите вълни.

Така казвам, както са ви "учили". Или как се "научи"? Говорите за ефекта на Доплер, а теорията на относителността се основава на равенството на инерциалните референтни системи и на крайността на максималната скорост на взаимодействията. Именно тези две позиции генерират геометрията с групата на Лоренц.

Доколкото прочетох, експериментът на Майкълсън-Морфи беше повторен само веднъж поради сложността. САЩ в средата на 20 век.

Но не това е въпросът... това е физическата (философска) интерпретация на SRT уравненията.

Не Морфи, а Морли.

По-долу е даден списък на свързани статии. В контекста на физиката последните две статии са най-интересни. В контекста на философията няма нищо разумно - сам демонстрираш кой, как и на какво те е научила "философията" и "физиката".

Но защо пясъкът пада по-бавно в движещ се влак, ако самият Айнщайн пише, че основната предпоставка на неговата теория е, че физическите процеси във всички инерционни референтни системи протичат по същия начин.

М-да... как върви всичко...

Нека започнем отначало, с Елементите на Нютон. Фактът, че физическите процеси протичат по един и същи начин във всички инерционни референтни системи, е откритието на Галилей, а не на Нютон и още повече, не на Айнщайн. Въпреки това, Нютон има триизмерно евклидово пространство, параметризирано от променливата т . Ако разгледаме тази конструкция като единно пространство-време, тогава получаваме параболичната геометрия на Галилей (т.е. геометрия, която е различна както от плоския евклидов, така и от хиперболичния Лобачевски и сферичен Риман). Важна характеристика на Нютоновата механика е, че е разрешена безкрайна скорост на взаимодействие. Това съответства на групата от пространствено-времеви трансформации на Галилей.

Сега Максуел. Уравненията на електродинамиката не позволяват безкрайна скорост на взаимодействия, електромагнитните полета се разпространяват с крайна скорост - скоростта на светлината С . Това поражда един неприятен факт: уравненията на Максуел не се трансформират от групата на Галилея или, както се казва, не са инвариантни спрямо тази група, което рязко отслабва тяхната когнитивна стойност, освен ако не се намери някаква специфична група за тях, преминаваща в лимита С → ∞ към групата на Галилея. Освен това искаме да запазим принципа на причинно-следствената връзка, т.е. да се избегне ситуацията, когато дадено събитие вече се е случило в една референтна рамка, но или все още не се е случило в други, или се е случило дори по-рано. По същество равенството на скоростта на светлината във всички инерционни референтни системи е следствие от принципа на причинно-следствената връзка. Оттук възниква изискването да има определена величина, определен инвариант, който е еднакъв във всички инерционни референтни системи. Такъв инвариант се оказа изразът

s 2 \u003d r 2 - (ct) 2

(Не пиша в диференциали, за да не се плаша). Тази стойност се нарича интервал. Както можете да видите, това е само хипотенузата на четириизмерен триъгълник с три реални (пространствени) крака и един въображаем (временен). Тук С - максималната скорост на взаимодействие (приемаме я за равна на скоростта на светлината, но физиците имат основание да се съмняват, че няма взаимодействия с по-висока скорост).

Интервалът свързва двойка събития във всяка инерциална референтна система (ISR) и е еднакъв за една и съща двойка събития във всички референтни системи (ISR). Следващото е въпрос на технология. При преминаване от един IFR към друг, пространствените и времевите координати се трансформират от групата на Лоренц, оставяйки интервала инвариантен. Трансформациите на Лоренц са група от завъртания на нашия триъгълник в 4-измерно пространство-време по такъв начин, че всичките 4 координати се променят x, y, z, ict , но дължината на хипотенузата с остава постоянен.

При стремеж С → ∞ трансформациите на Лоренц преминават към галилеевите.

Някъде по пръстите. Ако сте пропуснали нещо или сте го изразили неточно - обадете се, попитайте.

слайд 2

Цел: да се определи връзката между радио и радар, да се разбере как се разпространява радиосигнал. Задачи: Разберете кога се е появило първото радио, кой го е изобретил. Дефиниране на радарен и радиовълнов сигнал. Разберете какво определя точността на измерване на радиовълните. Помислете за областите на приложение на радарите. Направете заключение за разпространението на сигнала. Хипотеза: Възможно ли е да се контролира въздушното движение, без да се познават принципите на радара?

слайд 3

И как започна всичко? През 1888г Германският физик Хайнрих Рудолф Херц експериментално доказа съществуването на електромагнитни вълни. В експерименти той използва източник на електромагнитно лъчение (вибратор) и отдалечен от него приемен елемент (резонатор), който реагира на това излъчване. Френският изобретател Е. Бранли повтори през 1890г. Експериментите на Херц, използвайки по-надежден елемент за откриване на електромагнитни вълни - радиопроводник. Английският учен О. Лодж подобри приемащия елемент и го нарече кохерер. Беше стъклена тръба, пълна с железни стърготини.

слайд 4

Следващата стъпка е направена от руския учен и изобретател Александър Степанович Попов. Освен кохерера, устройството му имаше електрическа камбана с чук, който разклаща тръбата. Това направи възможно приемането на радиосигнали, носещи информация - морзова азбука. Всъщност ерата на създаване на радио оборудване, подходящо за практически цели, започва с приемника на Попов. Радиоприемникът на Попов. 1895 г Копие. Политехнически музей. Москва. Схема на радиоприемника на Попов

слайд 5

Александър Степанович Попов е роден през 1859 г. В Урал в град Краснотуринск. Учи в началното религиозно училище. Като дете той обичаше да прави играчки и прости технически устройства. След като завършва общообразователни класове, той постъпва във Физико-математическия факултет на Санкт Петербургския университет. Успешно завършва през 1882 г. Университет, А. С. Попов влезе като учител в класа на минния офицер в Кронщат. Свободното си време посвещава на физически експерименти и изследване на електромагнитните трептения. В резултат на многобройни експерименти той изобретява първия радиоприемник. 7 май 1895г Попов направи доклад на заседание на Руското физико-химическо дружество. Беше рождения ден на радиото. През 1901г Попов става професор в Петербургския електротехнически институт, а през 1905г. той е избран за директор на този институт. Той трябваше да се бори с царските чиновници за демографските права на студентите. Това подкопава силата на учения и той умира внезапно на 13 януари 1906 г.

слайд 6

Съгласен! Това радио е не само радиотелефония и радиотелеграфия, радиоразпръскване и телевизия, но и радар, радиоуправление и много други области на технологиите, възникнали и успешно развиващи се благодарение на изключителното изобретение на А. С. Попов. Какво е радар?

Слайд 7

Радар

Радар - откриване, точно определяне на местоположението и скоростта на обекти с помощта на радиовълни. Радиовълнов сигнал - електрически вибрации със свръхвисока честота, разпространявани под формата на електромагнитни вълни. Скорост на радиовълните, където R е разстоянието до целта. Точността на измерване зависи от: Формата на сондащия сигнал Енергията на отразения сигнал Видът на сигнала Продължителността на сигнала

Слайд 8

Използването на радар в наше време

Селско и горско стопанство: определяне на типа на почвата, температурата, откриване на пожар. Геофизика и география: структура на земеползването, разпределение на транспорта, търсене на находища на полезни изкопаеми. Хидрология: изследване на замърсяването на водните повърхности. Океанография: определяне на релефа на дънните повърхности на моретата и океаните. Военни и космически изследвания: поддръжка на полети, откриване на военни цели.

Описание на презентацията на отделни слайдове:

1 слайд

Описание на слайда:

2 слайд

Описание на слайда:

Радар (от латинските думи „радио” – излъчвам и „локатио” – местоположение) Радарът е откриването и точното определяне на позицията на обекти с помощта на радиовълни.

3 слайд

Описание на слайда:

През септември 1922 г. в САЩ Х. Тейлър и Л. Йънг провеждат експерименти за радиовръзка на декаметрови вълни (3-30 MHz) през река Потомак. По това време по реката премина кораб и връзката беше прекъсната - което ги накара да помислят и за използване на радиовълни за откриване на движещи се обекти. През 1930 г. Йънг и неговият колега Хайланд откриват отражението на радиовълните от самолет. Малко след тези наблюдения те разработиха метод за използване на радио ехо за откриване на самолети. Историята на развитието на радара А. С. Попов през 1897 г., по време на експерименти за радиовръзка между кораби, открива феномена на отражение на радиовълните от борда на кораба. Радиопредавателят беше монтиран на горния мост на транспорта Европа, който беше на котва, а радиоприемникът беше монтиран на крайцера Африка. По време на експериментите, когато крайцерът лейтенант Илин падна между корабите, взаимодействието на инструментите спря, докато корабите напуснат същата права линия.

4 слайд

Описание на слайда:

Шотландският физик Робърт Уотсън-Уат е първият, който построява радарна инсталация през 1935 г., способна да открива самолети на разстояние от 64 км. Тази система изигра огромна роля в защитата на Англия от германските въздушни нападения по време на Втората световна война. В СССР първите експерименти по радиозасичане на самолети са проведени през 1934 г. Промишленото производство на първите радиолокационни станции, пуснати в експлоатация, започва през 1939 г. (Ю.Б. Кобзарев). Робърт Уотсън-Уат (1892 - 1973) Историята на радара

5 слайд

Описание на слайда:

Радарът се основава на явлението отражение на радиовълни от различни обекти. Забележимо отражение е възможно от обекти, ако техните линейни размери надвишават дължината на електромагнитната вълна. Следователно радарите работят в микровълновия диапазон (108-1011 Hz). Както и мощността на излъчения сигнал ~ω4.

6 слайд

Описание на слайда:

Радарна антена Радарът използва антени под формата на параболични метални огледала с излъчващ дипол във фокуса им. Поради интерференцията на вълните се получава силно насочено излъчване. Може да се върти и променя ъгъла на наклон, изпращайки радиовълни в различни посоки. Една и съща антена автоматично се свързва последователно с импулсна честота към предавателя или към приемника.

7 слайд

Описание на слайда:

8 слайд

Описание на слайда:

Работа на радара Предавателят генерира кратки импулси на микровълнов променлив ток (продължителност на импулса 10-6 s, интервалът между тях е 1000 пъти по-дълъг), които се подават към антената през антенния превключвател и се излъчват. В интервалите между излъчванията антената приема отразения от обекта сигнал, докато се свързва към входа на приемника. Приемникът извършва усилване и обработка на получения сигнал. В най-простия случай полученият сигнал се прилага към лъчева тръба (екран), която показва изображение, синхронизирано с движението на антената. Съвременният радар включва компютър, който обработва сигналите, получени от антената, и ги извежда на екрана под формата на цифрова и текстова информация.

9 слайд

Описание на слайда:

S е разстоянието до обекта, t е времето на разпространение на радиоимпулса до обекта и обратно. Определяне на разстоянието до обекта Като се знае ориентацията на антената по време на откриване на целта, се определят нейните координати. Чрез промяна на тези координати във времето се определя скоростта на целта и се изчислява нейната траектория.

10 слайд

Описание на слайда:

Дълбочина на радарно разузнаване Минималното разстояние, на което целта може да бъде открита (времето за двупосочно пътуване на сигнала трябва да бъде по-голямо или равно на продължителността на импулса) Максималното разстояние, на което целта може да бъде открита (времето на двупосочно пътуване на сигнала не трябва да надвишава периода на повторение на импулса) - продължителност на импулса период на повторение на импулса

11 слайд

Описание на слайда:

Използвайки сигналите на радарните екрани, летищните диспечери контролират движението на самолетите по дихателните пътища, а пилотите точно определят височината на полета и контурите на терена и могат да се ориентират през нощта и при трудни метеорологични условия. Авиация Приложение на радар

12 слайд

Описание на слайда:

Основната задача е наблюдение на въздушното пространство, откриване и насочване на целта, при необходимост насочване на противовъздушната отбрана и авиацията към нея. Основното приложение на радара е противовъздушната отбрана.

13 слайд

Описание на слайда:

Крилата ракета (безпилотен летателен апарат с едно изстрелване) Управлението на ракетата по време на полет е напълно автономно. Принципът на действие на нейната навигационна система се основава на сравнение на терена на определен район, където се намира ракетата, с референтни карти на терена по маршрута на нейния полет, предварително съхранени в паметта на бордовата система за управление. Радиовисотомерът осигурява полет по предварително определен маршрут в режим на обвивка на терена чрез точно поддържане на височината на полета: над морето - не повече от 20 m, над сушата - от 50 до 150 m (при приближаване до целта - намаляване до 20 m) . Корекцията на траекторията на полета на ракетата на маршовия участък се извършва по данни на спътниковата навигационна подсистема и подсистемата за корекция на терена.

14 слайд

Описание на слайда:

Технологията "Стелт" намалява вероятността самолетът да бъде локализиран от противника. Повърхността на самолета е сглобена от няколко хиляди плоски триъгълника, изработени от материал, който поглъща добре радиовълните. Лъчът на локатора, падащ върху него, се разсейва, т.е. отразеният сигнал не се връща в точката, откъдето е дошъл (до радарната станция на противника). Самолетът е невидим

15 слайд

Описание на слайда:

Един от важните методи за намаляване на произшествията е да се контролира скоростта на превозните средства по пътищата. Първите граждански радари за измерване на скоростта на движение са използвани от американската полиция още в края на Втората световна война. Сега те се използват във всички развити страни. Радар за измерване на скоростта на превозното средство

Описание на презентацията на отделни слайдове:

1 слайд

Описание на слайда:

2 слайд

Описание на слайда:

Радар (от латинските думи „радио” – излъчвам и „локатио” – местоположение) Радарът е откриването и точното определяне на позицията на обекти с помощта на радиовълни. динат

3 слайд