Instrumente zur Messung der Umweltqualität. Wörterbuch der Messinstrumente Berufe, die die Atmosphäre studieren

Geräte, deren Hauptzweck darin besteht, die Strahlungsdosisleistung (Alpha, Beta und Gamma unter Berücksichtigung von Röntgenstrahlen) zu messen und so verdächtige Objekte auf Radioaktivität zu überprüfen.
Dosimetrische Instrumente werden verwendet, um die Strahlungswerte in der Umgebung, den Grad der Kontamination von Kleidung, menschlicher Haut, Lebensmitteln, Wasser, Futtermitteln, Transportmitteln und anderen zu bestimmen verschiedene Artikel und Gegenständen sowie zur Messung der Strahlenbelastungsdosen von Menschen, wenn diese sich in der Nähe von Gegenständen und Bereichen aufhalten, die mit radioaktiven Stoffen kontaminiert sind.

Sie dienen der chemischen Analyse der Luft, die Aufschluss über die qualitative und quantitative Zusammensetzung von Schadstoffen gibt und eine Vorhersage des Verschmutzungsgrades ermöglicht. Zu den wichtigsten internen Schadstoffen zählen Einrichtungsgegenstände, Möbel, Boden- und Deckenbeläge sowie Bau- und Ausbaumaterialien. Die chemische Analyse der Luft zeigt Indikatoren wie Staub, Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid, Kohlenmonoxid, Phenol, Ammoniak, Chlorwasserstoff, Formaldehyd, Benzol, Toluol usw.

Geräte zur Messung des Wasserstoffindex (pH-Indikator). Untersuchen Sie die Aktivität von Wasserstoffionen in Lösungen, Wasser, Nahrungsmitteln und Rohstoffen sowie Objekten Umfeld und Produktionsanlagen, auch in aggressiven Umgebungen.

Dienen zur Qualitätsbeurteilung Trinkwasser. Zeigen Sie die Menge an anorganischen Verunreinigungen an, die im Wasser suspendiert sind, hauptsächlich Salze verschiedener Metalle. Im täglichen Leben werden sie zur Bestimmung der Qualität von Leitungswasser und Flaschenwasser sowie zur Überwachung der Wirksamkeit von Wasserreinigungsfiltern eingesetzt.

Tragbare Instrumente zur präzisen Messung von Schallpegeln. Lärm wird als Umweltschadstoff bezeichnet. Es ist genauso schädlich wie Tabakrauch, Abgase oder Strahlungsaktivität. Lärm kann nur vier Arten von Quellen haben. Daher wird es normalerweise unterteilt in: mechanisch, hydromechanisch, aerodynamisch und elektromagnetisch. Moderne Geräte sind in der Lage, den Geräuschpegel aller Mechanismen zu bestimmen: Land, Wasser und sogar elektrische Übertragungsleitungen. Mit dem Gerät können Sie die Lautstärke objektiv messen.

Tragbare Instrumente zur präzisen Messung der von verschiedenen Lichtquellen erzeugten Beleuchtungsstärke. Der Anwendungsbereich von Luxmetern ist groß, was vor allem durch ihre hohe spektrale Empfindlichkeit erklärt wird, die der Empfindlichkeit des menschlichen Auges nahe kommt. Es sollte daran erinnert werden, dass einige Lichtquellen, Halogen, Leuchtstofflampen und sogar LED-Lampen, verlieren sie nach einiger Betriebszeit erheblich an Lichtstrom, die Gesamtausleuchtung im Raum kann sich verschlechtern. Dies verringert nicht nur die Sehschärfe einer Person, sondern wirkt sich auch auf ihre Müdigkeit aus. Die Beleuchtung sollte ständig überwacht werden.

Geräte zur schnellen Bestimmung der Nitratmenge in Gemüse, Obst, Fleisch und anderen Lebensmitteln. Vor nicht allzu langer Zeit war für die Durchführung einer solchen Forschung ein ganzes Labor erforderlich, heute kann dies mit einem kompakten Gerät durchgeführt werden.
Tragbare Nitratmessgeräte erfreuen sich aufgrund ihrer Kompaktheit, geringen Kosten und einfachen Bedienung großer Beliebtheit. Nitrate sind in vielen Düngemitteln enthalten, die aktiv eingesetzt werden Landwirtschaft um die Ernteerträge zu steigern. Aus diesem Grund kommen Nitrate häufig in erheblichen Konzentrationen in Gemüse und Obst vor. Wenn Nitrate in großen Mengen mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, können sie eine Nitratvergiftung, verschiedene Störungen und chronische Krankheiten verursachen.
Der Nitratindikator hilft Ihnen, gefährliche Produkte rechtzeitig zu erkennen und sich vor einer Nitratvergiftung zu schützen.

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Wir wissen, dass stromführende Leiter mit einer gewissen Kraft miteinander interagieren (§ 37). Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass jeder stromdurchflossene Leiter vom Magnetfeld des Stroms des anderen Leiters beeinflusst wird.

Überhaupt Ein Magnetfeld wirkt mit einer gewissen Kraft auf jeden stromdurchflossenen Leiter, der sich in diesem Feld befindet.

Abbildung 117, a zeigt einen Leiter AB, der an flexiblen Drähten hängt, die an eine Stromquelle angeschlossen sind. Der Leiter AB liegt zwischen den Polen eines bogenförmigen Magneten, befindet sich also in einem Magnetfeld. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, beginnt sich der Leiter zu bewegen (Abb. 117, b).

Reis. 117. Aktion Magnetfeld an einen stromdurchflossenen Leiter

Die Bewegungsrichtung des Leiters hängt von der Richtung des Stroms in ihm und von der Lage der Pole des Magneten ab. IN in diesem Fall Der Strom wird von A nach B geleitet und der Leiter weicht nach links ab. Wenn sich die Stromrichtung umkehrt, bewegt sich der Leiter nach rechts. Auf die gleiche Weise ändert der Leiter die Bewegungsrichtung, wenn sich die Position der Magnetpole ändert.

Die Drehung eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld ist von praktischer Bedeutung.

Abbildung 118 zeigt ein Gerät, mit dem eine solche Bewegung demonstriert werden kann. Bei diesem Gerät ist ein leichter rechteckiger ABCD-Rahmen auf einer vertikalen Achse montiert. Auf den Rahmen wird eine Wicklung aus mehreren Dutzend mit Isolierung ummantelten Drahtwindungen gelegt. Die Enden der Wicklung sind mit Metallhalbringen 2 verbunden: Ein Ende der Wicklung ist mit einem Halbring verbunden, das andere mit dem anderen.

Reis. 118. Drehung eines Rahmens mit Strom in einem Magnetfeld

Jeder Halbring wird gegengepresst Metallplatte- Bürste 1. Bürsten dienen der Stromversorgung von der Quelle zum Rahmen. Eine Bürste ist immer an den Pluspol der Quelle angeschlossen, die andere an den Minuspol.

Wir wissen, dass der Strom im Stromkreis vom Pluspol der Quelle zum Minuspol geleitet wird, daher hat er in den Teilen des Rahmens AB und Gleichstrom entgegengesetzte Richtung, also bewegen sich diese Teile des Leiters in entgegengesetzte Richtungen und der Rahmen dreht sich. Wenn der Rahmen gedreht wird, drehen sich die an seinen Enden befestigten Halbringe mit und drücken jeweils gegen die andere Bürste, sodass der Strom im Rahmen die Richtung in die entgegengesetzte Richtung ändert. Dies ist notwendig, damit sich der Rahmen weiterhin in die gleiche Richtung dreht.

Das Gerät nutzt die Rotation einer Spule mit Strom in einem Magnetfeld Elektromotor.

Bei technischen Elektromotoren besteht die Wicklung aus große Zahl Drahtwindungen. Diese Windungen werden in Nuten (Schlitze) platziert, die entlang der Seitenfläche des Eisenzylinders angebracht sind. Dieser Zylinder wird benötigt, um das Magnetfeld zu verstärken. Abbildung 119 zeigt ein Diagramm eines solchen Geräts, wie es genannt wird Motoranker. Im Diagramm (es ist im senkrechten Schnitt dargestellt) sind die Drahtwindungen in Kreisen dargestellt.

Reis. 119. Motorankerdiagramm

Das Magnetfeld, in dem sich der Anker eines solchen Motors dreht, wird durch einen starken Elektromagneten erzeugt. Der Elektromagnet wird von derselben Stromquelle mit Strom versorgt wie die Ankerwicklung. Die Motorwelle verläuft entlang der Mittelachse des Eisenzylinders und ist mit einer Vorrichtung verbunden, die vom Motor in Rotation versetzt wird.

Besonders große Anwendung finden Gleichstrommotoren im Transportwesen (Elektrolokomotiven, Straßenbahnen, Oberleitungsbusse).

Es gibt spezielle funkenfreie Elektromotoren, die in Pumpen zum Pumpen von Öl aus Bohrlöchern eingesetzt werden.

In der Industrie werden Wechselstrommotoren verwendet (Sie werden diese in der High School lernen).

Elektromotoren haben eine Reihe von Vorteilen. Bei gleicher Leistung sind sie kleiner als Wärmekraftmaschinen. Während des Betriebs geben sie keine Gase, Rauch oder Dampf ab und belasten daher die Luft nicht. Sie benötigen keine Kraftstoff- und Wasserversorgung. Elektromotoren können an einem geeigneten Ort installiert werden: an einer Maschine, unter dem Boden einer Straßenbahn, am Drehgestell einer Elektrolokomotive. Es ist möglich, einen Elektromotor mit beliebiger Leistung herzustellen: von wenigen Watt (in Elektrorasierern) bis zu Hunderten und Tausenden Kilowatt (in Baggern, Walzwerken, Schiffen).

Der Wirkungsgrad leistungsstarker Elektromotoren erreicht 98 %. Kein anderer Motor hat einen so hohen Wirkungsgrad.

Jacobi Boris Semjonowitsch (1801-1874)
Russischer Physiker. Berühmt wurde er durch die Entdeckung der Galvanisierung. Er baute den ersten Elektromotor und eine Telegrafenmaschine, die Briefe druckte.

Einer der weltweit ersten praxistauglichen Elektromotoren wurde 1834 vom russischen Wissenschaftler Boris Semenovich Jacobi erfunden.

Fragen

Wie lässt sich zeigen, dass ein Magnetfeld auf einen in diesem Feld befindlichen stromdurchflossenen Leiter einwirkt?
Erklären Sie anhand von Abbildung 117, was die Bewegungsrichtung eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld bestimmt.
Mit welchem Gerät lässt sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld drehen? Welches Gerät im Rahmen wird verwendet, um die Stromrichtung jede halbe Umdrehung zu ändern?
Beschreiben Sie den Aufbau eines technischen Elektromotors.
Wo werden Elektromotoren eingesetzt? Was sind ihre Vorteile gegenüber thermischen?
Wer und wann hat den ersten praxistauglichen Elektromotor erfunden?

Übung

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 kann man „Antennen“ sehen – Antennen zum Empfang eines Satellitensignals. Neben Fernsehsignalen werden jedoch 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
		Rundfunk, Funkkommunikation
Kurz		Geradlinige Ausbreitung, reflektiert von der Ionosphäre.
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 (mm)

Die Erzeugung von Radiowellen erfolgt durch die Bewegung geladener Teilchen mit Beschleunigung. Eine Welle einer bestimmten Frequenz wird durch die oszillierende Bewegung geladener Teilchen mit dieser Frequenz erzeugt. 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 Übermittlung von Informationen? Künstliche Satelliten Erde? 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 durch praktische Anwendung Radiowellen 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 des elektromagnetischen Feldes und trägt keine Informationen. Damit eine solche Welle Informationen transportieren kann, muss sie auf irgendeine Weise verändert werden oder, wissenschaftlich ausgedrückt, 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, die Sprache, Musik und auch Bildern entsprechen, haben eine komplexere Form, aber das Wesen der Modulation bleibt unverändert – die Amplitudenhülle einer Radiowelle folgt der 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 gespeichert und verarbeitet binäres System Einheiten, das heißt, es werden zwei Ziffern verwendet, 0 und 1. 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. Je mehr Informationen 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. Damit sich die übertragenen Signale nicht gegenseitig beeinflussen, also die übertragenen Informationen nicht verfälscht werden, dürfen 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.

Für andere wichtige Anwendung Bei Radiowellen handelt es sich um 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“ wird in Anführungszeichen gesetzt, 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 was sind sie? funktionaler Zweck? 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. Mobiltelefonsignale können 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 oder hohen Temperaturen ausgesetzt werden. 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 Gebiet jeden Teilnehmer erreichen, der über ein Mobiltelefon verfügt oder an eine Festnetztelefonzentrale angeschlossen ist Globus.

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, weder Arbeit noch Kosten zu sparen, ein Instrument so perfekt zu machen, 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. Projektor. Unterkunft. Okular.

Elemente der geometrischen Optik. Linse. Brennweite des Objektivs. Das Auge als 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 treten Wellenphänomene wie Interferenz und Beugung unter normalen Bedingungen praktisch nicht auf. Dies führte insbesondere dazu, dass die Wellennatur des Lichts lange Zeit nicht bekannt war und sogar Newton davon ausging, dass Licht ein Strom von Teilchen 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. Es begann mit der Erfindung der Linsen praktischer Nutzen Errungenschaften in 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 Wirkung 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 Videoaufzeichnungsgerät 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. Mikroschaltkreiselemente – 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 eines solchen Maßstabs zu zeichnen, ohne sie mithilfe 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. Die Eigenschaften eines Hohlspiegels ähneln 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 der Linse: 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 hier 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 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, jedoch nahe am Auge, erstellen und dieses Bild dann durch eine Lupe betrachten, die in diesem Fall als „Lupe“ bezeichnet wird 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 dem Objekt und dem 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).

Zweck 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 einer Zerstreuungslinse hat einen negativen Wert. 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 Brillengläsern, dass sich die optischen Kräfte zweier eng beieinander liegender Brillengläser addieren (unter Berücksichtigung des Vorzeichens).

Aufgabe 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 wie Wärmekraftwerke und Wasserkraftwerke vertraut. 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.

Wenn man die historische Vergangenheit unseres Landes beurteilt, sollte man erkennen, dass es der schnelle Durchbruch auf dem Gebiet der Elektrizität war, der dies ermöglichte so schnell wie möglich eine Agrarmacht in eine Industriemacht verwandeln entwickeltes Land. Viele Flüsse wurden „erobert“ und zur Stromversorgung gezwungen. Erst am Ende des 20. Jahrhunderts begann unsere Gesellschaft zu analysieren, zu welchem Preis dieser Durchbruch erreicht wurde, zu welchen Kosten welche menschlichen Ressourcen, zu welchen Kosten welche Veränderungen in der Natur stattfanden. Jede Medaille hat immer zwei Seiten, und ein gebildeter Mensch 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.

Insbesondere die Verbrennung großer Kraftstoffmengen kann zu Phänomenen wie saurem Regen und chemischer Verschmutzung führen. 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 der Umweltfolgen solcher Überschwemmungen, die Mitte des 20. Jahrhunderts stattfanden, sind erst jetzt spürbar. Indem wir Flüsse mit Dämmen blockieren, greifen wir unweigerlich in das Leben der Bewohner von Stauseen ein, was auch der Fall ist negative Konsequenz. 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 Umweltschutz / Ed. und andere - M.: Energie, 1979.

Moderne Kraftwerke sind komplex Ingenieurbauwerke. Sie sind existenznotwendig moderne Gesellschaft. 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 schon lange daran interessiert, die Lufthülle des Planeten zu untersuchen, doch 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. Bevor diese Informationen jedoch der Öffentlichkeit bekannt werden, müssen sie auf verschiedene Weise gesammelt werden verschiedene Methoden. 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 in unserer Zeit mit speziellen Geräten untersucht wird, haben sich WMO-Mitarbeiter weiterentwickelt spezielle Programme Datenerhebung und -verarbeitung. Hierzu kommen modernste Technologien zum Einsatz.

Thermometer

Die Temperatur wird immer noch mit Thermometern gemessen. Grad werden in Celsius gemessen. Dieses System bezogen 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 spezielle Ultraschallsensoren (Anemormbometer) eingesetzt. Eine Wetterfahne wird üblicherweise neben dem Anemometer installiert. 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. Ihre Arbeit findet häufig an Polarstationen, Hochgebirgsplateaus sowie Flugplätzen und Ozeandampfern statt. 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 studiert die Atmosphäre?

Um eine Wettervorhersage zu erstellen, müssen Informationen verwendet werden, die von mehreren Punkten auf der Erde gleichzeitig gesammelt werden. Untersucht werden Lufttemperatur, Luftdruck 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 oft 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 deren Veränderungen 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 den letzten Jahrzehnten hat sich ein weiterer Bereich 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.

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 über Halbringe und Bürsten mit dem Stromkreis verbunden, wodurch 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;
- Dadurch ändert sich die Richtung des Stroms im Rahmen 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 einer Vielzahl von 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.