Radarpräsentation für den Physikunterricht (10. Klasse) zum Thema. Unsere Hintern

In Schule und Institut erklärten sie uns, dass, wenn ein Schiff mit subluminaler Geschwindigkeit von der Erde fliegt, das Licht von der Erde mit zunehmender Verzögerung zu ihm kommt, und auf dem Schiff scheint es, als würde sich die Zeit (alle Prozesse) auf der Erde verlangsamen down ... Und es stellt sich heraus, dass Einstein nur von der Illusion der "Verlangsamung" und "Beschleunigung" der Zeit für unterschiedliche Beobachter spricht.

Hier stellt sich heraus, dass die Zeit, wenn sie sich von der Erde wegbewegt, so sehr "verlangsamt" wird, wie sie sich bei der Rückkehr zur Erde "beschleunigt". Wenn im ersten Fall das Signal das Schiff für fünf Sekunden eingeholt hat, trifft das Signal jetzt um dieselben 5 Sekunden früher auf das Schiff ein. Hier gibt es keinen Einstein mit seiner Relativitätstheorie.
Ersetzen Sie in Ihrer Geschichte die Erde durch Moskau, das Raumschiff durch einen Zug, das Ziel durch Wladiwostok, die Signale durch Telefonanrufe. Und es wird sofort klar, dass hier nichts von Relativitätstheorie riecht. Obwohl es in Wirklichkeit einen gewissen Effekt gibt, ist er im Vergleich zu der Fiktion, die in Ihrer Legende erscheint, absolut unbedeutend.

Also, was ist echt? In Wirklichkeit gibt es viele Experimente, die SRT getestet haben. Ich habe die einfachste und verständlichste gewählt. Tatsächlich habe ich keinen Bericht über dieses Experiment gefunden. Aber ich glaube, dass dies tatsächlich hunderttausendmal genauer ist als das Experiment von 1938.

Kanadische Physiker baten um Nutzung eines Beschleunigers am Max-Planck-Institut (es gibt einen in Deutschland). Die Essenz des Experiments: Lithium-Ionen werden mit einem Laser angeregt und dann die Emissionsfrequenz dieser Ionen gemessen. Als Frequenz bezeichnen wir grob gesagt die Anzahl der "Buckel" der abgestrahlten Welle pro Zeiteinheit. Zuerst wird die Frequenz in einem ruhenden (Labor-)Bezugssystem gemessen. Wert erhalten f 0. Dann werden die Ionen auf dem Beschleuniger beschleunigt. Wenn Einsteins Theorie die Zeitdilatation korrekt vorhersagt, dann kann in einer Zeit von beispielsweise 2 s in einem Laborsystem nur 1 s in einem System vergehen, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt. Nachdem wir die sich bewegenden Lithium-Ionen angeregt haben, erhalten wir in diesem Fall die Strahlungsfrequenz f1, doppelt so klein f 0. Genau das haben die Kanadier getan. Und sie haben eine Abweichung von der Theorie von weniger als einer zehnmillionstel Sekunde.

Aber das interessiert uns nicht. Interessant ist der Hintergrund der philosophischen Kritik an SRT, GTR, Quantenmechanik. Wenn man die aktuellen "Kommentatoren" der Verfolgung der Physik in der UdSSR studiert, bekommt man den Eindruck, dass die sowjetischen Physiker nicht in der gleichen Physik in den Zähnen waren. In Wirklichkeit bestand das Problem darin, dass sich die Physik des 20. Jahrhunderts in einem Zustand befand, in dem "Materie verschwand, nur Gleichungen übrig blieben". Mit anderen Worten, die Physik weigerte sich, nach Modellen der materiellen Realität zu suchen, und nachdem sie Gleichungen erhalten hatte, die Prozesse ziemlich erfolgreich beschreiben, begann sie einfach, Interpretationen davon zu erfinden. Und dieser Moment wurde sowohl von den Physikern der UdSSR als auch von den Physikern des Westens gleichermaßen gut verstanden. Weder Einstein noch Bohr noch Dirac noch Feynman noch Bohm noch ... irgendjemand war mit einer solchen Situation in der theoretischen Physik zufrieden. Und die sowjetische Kritik nahm oft die Argumente von Made in Ottedov.

Ich werde versuchen zu veranschaulichen, was zum Beispiel mit dem physikalischen Modell der SRT gemeint ist, im Gegensatz zu ihrem mathematischen Modell, das von Lorentz und Poincaré aufgebaut wurde, und in einer zugänglicheren Form von Einstein. Als Beispiel habe ich das Modell von Gennady Ivchenkov gewählt. Ich betone, dass dies nur eine Illustration ist. Ich werde seine Wahrheit nicht verteidigen. Darüber hinaus ist Einsteins SRT physikalisch einwandfrei genug.

Schauen wir uns zuerst Einsteins Lösung an. Laut SRT fließt die Zeit in einem bewegten System langsamer als in einem stationären:

Dann ist die Frequenz der Schwingungen (egal was) im bewegten System (gemessen von einem stationären Beobachter) geringer als in einem stationären:

wo ω ν ist die Schwingungsfrequenz im bewegten System, und ω 0 - bewegungslos. Also durch Messung der Frequenz der Strahlung, die von einem sich bewegenden System zu einem stationären Beobachter kam, in Bezug auf das Frequenzverhältnis ω ν / ω 0 Sie können die Geschwindigkeit des Systems berechnen. Es stellt sich heraus, dass alles einfach und logisch ist.

Ivchenkovs Modell

Nehmen wir an, zwei identische gleichnamige Ladungen wechselwirken (z. B. zwei Elektronen) und bewegen sich relativ zum Laborkoordinatensystem in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindigkeit v auf Distanz R parallel zueinander. Offensichtlich werden in diesem Fall die Coulomb-Kräfte die Ladungen schieben und die Lorentz-Kräfte anziehen. In diesem Fall fliegt jede Ladung in dem von der zweiten Ladung erzeugten Magnetfeld.

Die Gesamtkraft (manchmal Lorentzkraft genannt, da er sie als erster herleitete) wird durch die Formel beschrieben

Folglich ist die Lorentz-Anziehungskraft bewegter Ladungen (zweiter Teil der Formel), die bei Bewegung zu Strömen wurden, gleich (in Skalarform):

Die Coulomb-Kraft, die elektrische Ladungen abstößt, ist gleich:

Und die Geschwindigkeit der Ladungen, bei der die Anziehungskraft gleich der Abstoßungskraft ist, ist gleich:

Daher wann v< C Coulomb-Kräfte überwiegen und fliegende Ladungen ziehen sich nicht an, sondern stoßen sich ab, obwohl die abstoßende Kraft kleiner als die Coulomb-Kraft wird und mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt v nach Abhängigkeit:

Diese Formel kann auch anders ausgedrückt werden:

Wir haben also die Abhängigkeit der Wechselwirkungskraft bewegter Ladungen im Laborsystem erhalten. Außerdem werden wir die allgemeine Form der Schwingungsgleichung berücksichtigen, ohne auf ihre Besonderheiten einzugehen (in diesem Fall können wir das de Broglie-Modell für den Grundzustand und den ersten angeregten Zustand des Wasserstoffatoms meinen).

F = - ω 2 m q

jene. die Strahlungsfrequenz bei einer festen Elektronenmasse und ihre "Verschiebung" ist proportional zur Quadratwurzel des Kraftmoduls. In unserem Modell sind die Details der Struktur des Atoms für uns nicht wichtig, es ist nur wichtig für uns zu wissen, was im Laborbezugssystem mit dem oben erhaltenen Verhältnis der Wechselwirkungskraft der Ladungen beobachtet wird. Auf diese Weise,

was mit Einsteins Schlussfolgerung übereinstimmt:

MIB, das ist keine "Legende". So wurde uns in der Schule die Relativitätstheorie erklärt.

Dasselbe passiert nicht nur mit Licht, sondern auch mit Schallwellen.

Also sage ich, wie es dir "beigebracht" wurde. Oder wie hast du "gelernt"? Sie sprechen vom Doppler-Effekt, und die Relativitätstheorie basiert auf der Gleichheit der Trägheitsbezugssysteme und auf der Endlichkeit der maximalen Wechselwirkungsgeschwindigkeit. Es sind diese beiden Positionen, die die Geometrie mit der Lorentz-Gruppe erzeugen.

Soweit ich gelesen habe, wurde das Michelson-Morphy-Experiment wegen der Komplexität nur einmal wiederholt. USA Mitte des 20. Jahrhunderts.

Aber das ist nicht der Punkt ... es ist die physikalische (philosophische) Interpretation von SRT-Gleichungen.

Nicht Morphy, sondern Morley.

Nachfolgend finden Sie eine Liste verwandter Artikel. Im Kontext der Physik sind die letzten beiden Artikel am interessantesten. Im Kontext der Philosophie gibt es nichts Sinnvolles - Sie demonstrieren selbst, wer, wie und was "Philosophie" und "Physik" Ihnen beigebracht hat.

Aber warum sollte Sand in einem fahrenden Zug langsamer fallen, wenn Einstein selbst geschrieben hat, dass die Grundvoraussetzung seiner Theorie darin besteht, dass physikalische Prozesse in allen Trägheitsbezugssystemen gleich ablaufen?

M-ja ... Wie alles läuft ...

Beginnen wir am Anfang, mit Newtons Elementen. Dass physikalische Prozesse in allen Inertialbezugssystemen gleich ablaufen, ist die Entdeckung von Galileo, nicht von Newton und erst recht nicht von Einstein. Newton hat jedoch einen dreidimensionalen euklidischen Raum, der durch die Variable parametrisiert ist T . Wenn wir diese Konstruktion als eine einzige Raumzeit betrachten, dann erhalten wir die parabolische Geometrie von Galileo (dh eine Geometrie, die sich sowohl von der flachen euklidischen als auch von der hyperbolischen Lobatschewski und der sphärischen Riemann unterscheidet). Ein wichtiges Merkmal der Newtonschen Mechanik ist, dass eine unendliche Interaktionsgeschwindigkeit erlaubt ist. Dies entspricht Galileos Gruppe von Raum-Zeit-Transformationen.

Jetzt Maxwell. Die Gleichungen der Elektrodynamik erlauben keine unendliche Geschwindigkeit von Wechselwirkungen, elektromagnetische Felder breiten sich mit einer endlichen Geschwindigkeit aus - der Lichtgeschwindigkeit Mit . Daraus ergibt sich eine unangenehme Tatsache: Die Maxwellschen Gleichungen werden von der Galileischen Gruppe nicht transformiert oder sind, wie sie sagen, nicht invariant in Bezug auf diese Gruppe, was ihren kognitiven Wert stark schwächt, es sei denn, es wird vorübergehend eine bestimmte Gruppe für sie gefunden in der Grenze Mit → ∞ zur Galileischen Gruppe. Außerdem wollen wir das Kausalitätsprinzip wahren, d.h. um die Situation zu vermeiden, dass ein Ereignis in einem Bezugsrahmen bereits passiert ist, aber in anderen entweder noch nicht oder sogar noch früher passiert ist. Die Gleichheit der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialbezugssystemen ist im Wesentlichen eine Folge des Kausalitätsprinzips. Daraus ergibt sich die Forderung nach einer bestimmten Größe, einer bestimmten Invariante, die in allen Inertialbezugssystemen gleich ist. Eine solche Invariante stellte sich als Ausdruck heraus

s 2 \u003d r 2 - (ct) 2

(Ich schreibe keine Differentiale, um keine Angst zu machen). Dieser Wert wird Intervall genannt. Wie Sie sehen können, ist dies nur die Hypotenuse eines vierdimensionalen Dreiecks mit drei realen (räumlichen) Beinen und einem imaginären (zeitlichen). Hier Mit - die maximale Wechselwirkungsgeschwindigkeit (wir nehmen an, dass sie der Lichtgeschwindigkeit entspricht, aber Physiker haben Grund zu bezweifeln, dass es keine Wechselwirkungen mit einer höheren Geschwindigkeit gibt).

Das Intervall verbindet ein Ereignispaar in jedem Trägheitsreferenzrahmen (ISR) und ist für dasselbe Ereignispaar in allen Referenzrahmen (ISR) gleich. Als nächstes ist eine Frage der Technologie. Beim Wechsel von einem IFR zu einem anderen werden die räumlichen und zeitlichen Koordinaten durch die Lorentz-Gruppe transformiert, wobei das Intervall invariant bleibt. Lorentz-Transformationen sind eine Gruppe von Drehungen unseres Dreiecks in der 4-dimensionalen Raum-Zeit in der Weise, dass sich alle 4 Koordinaten ändern x, y, z, ict , sondern die Länge der Hypotenuse S bleibt konstant.

Beim Streben Mit → ∞ gehen die Lorentz-Transformationen in die Galilei-Transformationen über.

Irgendwo an den Fingern. Wenn Sie etwas verpasst oder falsch ausgedrückt haben - rufen Sie an, fragen Sie nach.

Folie 2

Zweck: Bestimmung der Beziehung zwischen Funk und Radar, um herauszufinden, wie sich ein Funksignal ausbreitet. Aufgaben: Finden Sie heraus, wann das erste Radio auftauchte, wer es erfunden hat. Definieren Sie Radar- und Funkwellensignale. Finden Sie heraus, was die Genauigkeit der Messung von Funkwellen bestimmt. Betrachten Sie die Anwendungsgebiete von Radar. Machen Sie eine Schlussfolgerung über die Ausbreitung des Signals. Hypothese: Ist es möglich, den Flugverkehr zu kontrollieren, ohne die Prinzipien des Radars zu kennen?

Folie 3

Und wie hat alles angefangen? 1888 Der deutsche Physiker Heinrich Rudolf Hertz bewies experimentell die Existenz elektromagnetischer Wellen. In Experimenten verwendete er eine Quelle elektromagnetischer Strahlung (Vibrator) und ein davon entferntes Empfangselement (Resonator), das auf diese Strahlung reagiert. Der französische Erfinder E. Branly wiederholte 1890. Hertz-Experimente, bei denen ein zuverlässigeres Element zum Nachweis elektromagnetischer Wellen verwendet wird - ein Funkleiter. Der englische Wissenschaftler O. Lodge verbesserte das Empfangselement und nannte es Kohärer. Es war eine mit Eisenspänen gefüllte Glasröhre.

Folie 4

Den nächsten Schritt machte der russische Wissenschaftler und Erfinder Alexander Stepanovich Popov. Neben dem Kohärer hatte sein Gerät eine elektrische Glocke mit einem Hammer, der das Rohr schüttelte. Dies ermöglichte den Empfang von Funksignalen mit Informationen - Morsecode. Tatsächlich begann mit dem Popov-Empfänger die Ära der Herstellung von praxistauglichen Funkgeräten. Popovs Funkempfänger. 1895 Kopieren. Polytechnisches Museum. Moskau. Diagramm von Popovs Funkempfänger

Folie 5

Alexander Stepanowitsch Popow wurde 1859 geboren. Im Ural in der Stadt Krasnoturinsk. Er studierte an der religiösen Grundschule. Schon als Kind bastelte er gerne Spielzeug und einfache technische Geräte. Nach dem Abschluss des allgemeinbildenden Unterrichts trat er in die Fakultät für Physik und Mathematik der Universität St. Petersburg ein. 1882 erfolgreich abgeschlossen. Universität trat A. S. Popov als Lehrer in die Klasse der Minenoffiziere in Kronstadt ein. Seine Freizeit widmet er physikalischen Experimenten und dem Studium elektromagnetischer Schwingungen. Als Ergebnis zahlreicher Experimente erfindet er den ersten Funkempfänger. 7. Mai 1895 Popov berichtete bei einem Treffen der Russischen Physikalischen und Chemischen Gesellschaft. Es war der Geburtstag des Radios. 1901 Popov wurde Professor am St. Petersburger Elektrotechnischen Institut und 1905. er wurde zum Direktor dieses Instituts gewählt. Er musste mit zaristischen Beamten um die demografischen Rechte der Studenten kämpfen. Dies untergrub die Kräfte des Wissenschaftlers und er starb plötzlich am 13. Januar 1906.

Folie 6

Zustimmen! Dieses Radio ist nicht nur Radiotelefonie und Radiotelegraphie, Rundfunk und Fernsehen, sondern auch Radar, Funksteuerung und viele andere Technologiebereiche, die dank der herausragenden Erfindung von A. S. Popov entstanden sind und sich erfolgreich entwickeln. Was ist Radar?

Folie 7

Radar

Radar - Erkennung, genaue Bestimmung des Standorts und der Geschwindigkeit von Objekten mithilfe von Funkwellen. Funkwellensignal - elektrische Schwingungen mit ultrahoher Frequenz, die sich in Form von elektromagnetischen Wellen ausbreiten. Geschwindigkeit von Funkwellen, wobei R die Entfernung zum Ziel ist. Die Messgenauigkeit hängt ab von: der Form des Antastsignals der Energie des reflektierten Signals der Art des Signals der Dauer des Signals

Folie 8

Der Einsatz von Radar in unserer Zeit

Land- und Forstwirtschaft: Bestimmung von Bodenart, Temperatur, Branderkennung. Geophysik und Geographie: Landnutzungsstruktur, Verkehrsverteilung, Suche nach Bodenschätzen. Hydrologie: die Untersuchung der Verschmutzung von Wasseroberflächen. Ozeanographie: Bestimmung des Reliefs der Bodenoberflächen der Meere und Ozeane. Militär- und Weltraumforschung: Flugunterstützung, Erkennung militärischer Ziele.

Beschreibung der Präsentation auf einzelnen Folien:

1 Folie

Beschreibung der Folie:

2 Folie

Beschreibung der Folie:

Radar (von den lateinischen Wörtern „radio“ - ich strahle und „lokatio“ - Ort) Radar ist die Erfassung und genaue Bestimmung der Position von Objekten mithilfe von Funkwellen.

3 Folie

Beschreibung der Folie:

Im September 1922 führten H. Taylor und L. Young in den USA Experimente zur Funkkommunikation auf Dekameterwellen (3-30 MHz) über den Potomac River durch. Zu diesem Zeitpunkt passierte ein Schiff den Fluss, und die Verbindung wurde unterbrochen – was sie veranlasste, darüber nachzudenken, auch Funkwellen zu verwenden, um sich bewegende Objekte zu erkennen. 1930 entdeckten Young und sein Kollege Hyland die Reflexion von Funkwellen eines Flugzeugs. Kurz nach diesen Beobachtungen entwickelten sie ein Verfahren zur Verwendung von Funkechos zur Erkennung von Flugzeugen. Die Entwicklungsgeschichte des Radars A. S. Popov im Jahr 1897 entdeckte bei Experimenten zur Funkkommunikation zwischen Schiffen das Phänomen der Reflexion von Funkwellen von der Seite des Schiffes. Der Funksender wurde auf der oberen Brücke des vor Anker liegenden Transporters Europa und der Funkempfänger auf dem Kreuzer Africa installiert. Als der Kreuzer von Lieutenant Ilyin während der Experimente zwischen die Schiffe fiel, stoppte die Interaktion der Instrumente, bis die Schiffe dieselbe gerade Linie verließen.

4 Folie

Beschreibung der Folie:

Der schottische Physiker Robert Watson-Watt baute 1935 als erster eine Radaranlage, die Flugzeuge in einer Entfernung von 64 km erkennen konnte. Dieses System spielte eine große Rolle beim Schutz Englands vor deutschen Luftangriffen während des Zweiten Weltkriegs. In der UdSSR wurden 1934 die ersten Experimente zur Funkortung von Flugzeugen durchgeführt. Die industrielle Produktion der ersten in Betrieb genommenen Radarstationen begann 1939. (Yu. B. Kobzarev). Robert Watson-Watt (1892 - 1973) Die Geschichte des Radars

5 Folie

Beschreibung der Folie:

Radar basiert auf dem Phänomen der Reflexion von Funkwellen von verschiedenen Objekten. An Objekten ist eine merkliche Reflexion möglich, wenn deren lineare Ausdehnung die Länge der elektromagnetischen Welle überschreitet. Daher arbeiten Radargeräte im Mikrowellenbereich (108-1011 Hz). Sowie die Leistung des ausgesendeten Signals ~ω4.

6 Folie

Beschreibung der Folie:

Radarantenne Radar verwendet Antennen in Form von parabolischen Metallspiegeln mit einem strahlenden Dipol in ihrem Fokus. Durch die Interferenz von Wellen entsteht eine stark gerichtete Strahlung. Es kann sich drehen und den Neigungswinkel ändern und Funkwellen in verschiedene Richtungen senden. Dieselbe Antenne wird automatisch abwechselnd mit einer Pulsfrequenz entweder mit dem Sender oder mit dem Empfänger verbunden.

7 Folie

Beschreibung der Folie:

8 Folie

Beschreibung der Folie:

Funktionsweise des Radars Der Sender erzeugt kurze Mikrowellen-Wechselstromimpulse (Impulsdauer 10-6 s, der Abstand zwischen ihnen ist 1000 mal länger), die über den Antennenschalter der Antenne zugeführt und abgestrahlt werden. In den Intervallen zwischen den Ausstrahlungen empfängt die Antenne das vom Objekt reflektierte Signal, während sie sich mit dem Eingang des Empfängers verbindet. Der Empfänger führt eine Verstärkung und Verarbeitung des empfangenen Signals durch. Im einfachsten Fall wird das resultierende Signal auf eine Strahlröhre (Bildschirm) gegeben, die ein mit der Bewegung der Antenne synchronisiertes Bild anzeigt. Modernes Radar enthält einen Computer, der die von der Antenne empfangenen Signale verarbeitet und sie in Form von digitalen und Textinformationen auf dem Bildschirm anzeigt.

9 Folie

Beschreibung der Folie:

S ist die Entfernung zum Objekt, t ist die Laufzeit des Funkimpulses zum Objekt und zurück Bestimmung der Entfernung zum Objekt In Kenntnis der Orientierung der Antenne bei der Erfassung des Ziels werden dessen Koordinaten bestimmt. Durch die zeitliche Änderung dieser Koordinaten wird die Geschwindigkeit des Ziels bestimmt und seine Flugbahn berechnet.

10 Folie

Beschreibung der Folie:

Radaraufklärungstiefe Die minimale Entfernung, in der ein Ziel erkannt werden kann (die Umlaufzeit des Signals muss größer oder gleich der Impulsdauer sein) Die maximale Entfernung, in der das Ziel erkannt werden kann (die Umlaufzeit des Signals darf die Impulsfolgezeit nicht überschreiten) - Impulsdauer T-Impulsfolgezeit

11 Folie

Beschreibung der Folie:

Mit den Signalen auf den Radarbildschirmen steuern Flughafen-Dispatcher die Bewegung von Flugzeugen entlang der Luftwege, und Piloten bestimmen genau die Flughöhe und Geländekonturen und können nachts und bei schwierigen Wetterbedingungen navigieren. Luftfahrt Anwendung von Radar

12 Folie

Beschreibung der Folie:

Die Hauptaufgabe besteht darin, den Luftraum zu überwachen, das Ziel zu erkennen und zu lenken, gegebenenfalls die Luftverteidigung und die Luftfahrt darauf zu richten. Die Hauptanwendung von Radar ist die Luftverteidigung.

13 Folie

Beschreibung der Folie:

Marschflugkörper (unbemanntes Luftfahrzeug mit einem Start) Die Steuerung des Flugkörpers im Flug erfolgt vollständig autonom. Das Funktionsprinzip seines Navigationssystems basiert auf einem Vergleich des Geländes eines bestimmten Gebiets, in dem sich der Flugkörper befindet, mit Referenzkarten des Geländes entlang seiner Flugroute, die zuvor im Speicher des Bordsteuersystems gespeichert wurden. Der Funkhöhenmesser ermöglicht den Flug entlang einer vorbestimmten Route im Terrain-Envelope-Modus, indem er die Flughöhe genau einhält: über dem Meer - nicht mehr als 20 m, über Land - von 50 bis 150 m (bei Annäherung an das Ziel - Reduzierung auf 20 m) . Die Korrektur der Flugbahn des Flugkörpers auf dem Marschsegment wird gemäß den Daten des Satellitennavigations-Subsystems und des Geländekorrektur-Subsystems durchgeführt.

14 Folie

Beschreibung der Folie:

Die "Stealth"-Technologie verringert die Wahrscheinlichkeit, dass das Flugzeug vom Feind geortet wird. Die Oberfläche des Flugzeugs ist aus mehreren tausend flachen Dreiecken zusammengesetzt, die aus einem Material bestehen, das Funkwellen gut absorbiert. Der darauf fallende Ortungsstrahl wird gestreut, d.h. das reflektierte Signal kehrt nicht dorthin zurück, wo es herkam (zur feindlichen Radarstation). Das Flugzeug ist unsichtbar

15 Folie

Beschreibung der Folie:

Eine der wichtigsten Methoden zur Reduzierung von Unfällen besteht darin, die Geschwindigkeit von Fahrzeugen auf den Straßen zu kontrollieren. Die ersten zivilen Radargeräte zur Messung der Verkehrsgeschwindigkeit wurden bereits Ende des Zweiten Weltkriegs von der amerikanischen Polizei eingesetzt. Jetzt werden sie in allen entwickelten Ländern verwendet. Radar zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit

Beschreibung der Präsentation auf einzelnen Folien:

1 Folie

Beschreibung der Folie:

2 Folie

Beschreibung der Folie:

Radar (von den lateinischen Wörtern „radio“ - ich strahle und „lokatio“ - Ort) Radar ist die Erfassung und genaue Bestimmung der Position von Objekten mithilfe von Funkwellen. Rdinat

3 Folie

Beschreibung der Folie:

Im September 1922 führten H. Taylor und L. Young in den USA Experimente zur Funkkommunikation auf Dekameterwellen (3-30 MHz) über den Potomac River durch. Zu diesem Zeitpunkt passierte ein Schiff den Fluss, und die Verbindung wurde unterbrochen – was sie veranlasste, darüber nachzudenken, auch Funkwellen zu verwenden, um sich bewegende Objekte zu erkennen. 1930 entdeckten Young und sein Kollege Hyland die Reflexion von Funkwellen eines Flugzeugs. Kurz nach diesen Beobachtungen entwickelten sie ein Verfahren zur Verwendung von Funkechos zur Erkennung von Flugzeugen. Die Entwicklungsgeschichte des Radars A. S. Popov im Jahr 1897 entdeckte bei Experimenten zur Funkkommunikation zwischen Schiffen das Phänomen der Reflexion von Funkwellen von der Seite des Schiffes. Der Funksender wurde auf der oberen Brücke des vor Anker liegenden Transporters Europa und der Funkempfänger auf dem Kreuzer Africa installiert. Als der Kreuzer von Lieutenant Ilyin während der Experimente zwischen die Schiffe fiel, stoppte die Interaktion der Instrumente, bis die Schiffe dieselbe gerade Linie verließen.

4 Folie

Beschreibung der Folie:

Der schottische Physiker Robert Watson-Watt baute 1935 als erster eine Radaranlage, die Flugzeuge in einer Entfernung von 64 km erkennen konnte. Dieses System spielte eine große Rolle beim Schutz Englands vor deutschen Luftangriffen während des Zweiten Weltkriegs. In der UdSSR wurden 1934 die ersten Experimente zur Funkortung von Flugzeugen durchgeführt. Die industrielle Produktion der ersten in Betrieb genommenen Radarstationen begann 1939. (Yu. B. Kobzarev). Robert Watson-Watt (1892 - 1973) Die Geschichte des Radars

5 Folie

Beschreibung der Folie:

Radar basiert auf dem Phänomen der Reflexion von Funkwellen von verschiedenen Objekten. An Objekten ist eine merkliche Reflexion möglich, wenn deren lineare Ausdehnung die Länge der elektromagnetischen Welle überschreitet. Daher arbeiten Radargeräte im Mikrowellenbereich (108-1011 Hz). Sowie die Leistung des ausgesendeten Signals ~ω4.

6 Folie

Beschreibung der Folie:

Radarantenne Radar verwendet Antennen in Form von parabolischen Metallspiegeln mit einem strahlenden Dipol in ihrem Fokus. Durch die Interferenz von Wellen entsteht eine stark gerichtete Strahlung. Es kann sich drehen und den Neigungswinkel ändern und Funkwellen in verschiedene Richtungen senden. Dieselbe Antenne wird automatisch abwechselnd mit einer Pulsfrequenz entweder mit dem Sender oder mit dem Empfänger verbunden.

7 Folie

Beschreibung der Folie:

8 Folie

Beschreibung der Folie:

Funktionsweise des Radars Der Sender erzeugt kurze Mikrowellen-Wechselstromimpulse (Impulsdauer 10-6 s, der Abstand zwischen ihnen ist 1000 mal länger), die über den Antennenschalter der Antenne zugeführt und abgestrahlt werden. In den Intervallen zwischen den Ausstrahlungen empfängt die Antenne das vom Objekt reflektierte Signal, während sie sich mit dem Eingang des Empfängers verbindet. Der Empfänger führt eine Verstärkung und Verarbeitung des empfangenen Signals durch. Im einfachsten Fall wird das resultierende Signal auf eine Strahlröhre (Bildschirm) gegeben, die ein mit der Bewegung der Antenne synchronisiertes Bild anzeigt. Modernes Radar enthält einen Computer, der die von der Antenne empfangenen Signale verarbeitet und sie in Form von digitalen und Textinformationen auf dem Bildschirm anzeigt.

9 Folie

Beschreibung der Folie:

S ist die Entfernung zum Objekt, t ist die Laufzeit des Funkimpulses zum Objekt und zurück Bestimmung der Entfernung zum Objekt In Kenntnis der Orientierung der Antenne bei der Erfassung des Ziels werden dessen Koordinaten bestimmt. Durch die zeitliche Änderung dieser Koordinaten wird die Geschwindigkeit des Ziels bestimmt und seine Flugbahn berechnet.

10 Folie

Beschreibung der Folie:

Radaraufklärungstiefe Die minimale Entfernung, in der ein Ziel erkannt werden kann (die Umlaufzeit des Signals muss größer oder gleich der Impulsdauer sein) Die maximale Entfernung, in der das Ziel erkannt werden kann (die Umlaufzeit des Signals darf die Impulsfolgezeit nicht überschreiten) - Impulsdauer T-Impulsfolgezeit

11 Folie

Beschreibung der Folie:

Mit den Signalen auf den Radarbildschirmen steuern Flughafen-Dispatcher die Bewegung von Flugzeugen entlang der Luftwege, und Piloten bestimmen genau die Flughöhe und Geländekonturen und können nachts und bei schwierigen Wetterbedingungen navigieren. Luftfahrt Anwendung von Radar

12 Folie

Beschreibung der Folie:

Die Hauptaufgabe besteht darin, den Luftraum zu überwachen, das Ziel zu erkennen und zu lenken, gegebenenfalls die Luftverteidigung und die Luftfahrt darauf zu richten. Die Hauptanwendung von Radar ist die Luftverteidigung.

13 Folie

Beschreibung der Folie:

Marschflugkörper (unbemanntes Luftfahrzeug mit einem Start) Die Steuerung des Flugkörpers im Flug erfolgt vollständig autonom. Das Funktionsprinzip seines Navigationssystems basiert auf einem Vergleich des Geländes eines bestimmten Gebiets, in dem sich der Flugkörper befindet, mit Referenzkarten des Geländes entlang seiner Flugroute, die zuvor im Speicher des Bordsteuersystems gespeichert wurden. Der Funkhöhenmesser ermöglicht den Flug entlang einer vorbestimmten Route im Terrain-Envelope-Modus, indem er die Flughöhe genau einhält: über dem Meer - nicht mehr als 20 m, über Land - von 50 bis 150 m (bei Annäherung an das Ziel - Reduzierung auf 20 m) . Die Korrektur der Flugbahn des Flugkörpers auf dem Marschsegment wird gemäß den Daten des Satellitennavigations-Subsystems und des Geländekorrektur-Subsystems durchgeführt.

Folie 1

Folie 2

Radar (von den lateinischen Wörtern „radio“ - ich strahle und „lokatio“ - Ort) Radar ist die Erfassung und genaue Bestimmung der Position von Objekten mithilfe von Funkwellen.

Folie 3

Im September 1922 führten H. Taylor und L. Young in den USA Experimente zur Funkkommunikation auf Dekameterwellen (3-30 MHz) über den Potomac River durch. Zu diesem Zeitpunkt passierte ein Schiff den Fluss, und die Verbindung wurde unterbrochen – was sie veranlasste, darüber nachzudenken, auch Funkwellen zu verwenden, um sich bewegende Objekte zu erkennen. 1930 entdeckten Young und sein Kollege Hyland die Reflexion von Funkwellen eines Flugzeugs. Kurz nach diesen Beobachtungen entwickelten sie ein Verfahren zur Verwendung von Funkechos zur Erkennung von Flugzeugen. Die Entwicklungsgeschichte des Radars A. S. Popov im Jahr 1897 entdeckte bei Experimenten zur Funkkommunikation zwischen Schiffen das Phänomen der Reflexion von Funkwellen von der Seite des Schiffes. Der Funksender wurde auf der oberen Brücke des vor Anker liegenden Transporters Europa und der Funkempfänger auf dem Kreuzer Africa installiert. Als der Kreuzer von Lieutenant Ilyin während der Experimente zwischen die Schiffe fiel, stoppte die Interaktion der Instrumente, bis die Schiffe dieselbe gerade Linie verließen.

Folie 4

Der schottische Physiker Robert Watson-Watt baute 1935 als erster eine Radaranlage, die Flugzeuge in einer Entfernung von 64 km erkennen konnte. Dieses System spielte eine große Rolle beim Schutz Englands vor deutschen Luftangriffen während des Zweiten Weltkriegs. In der UdSSR wurden 1934 die ersten Experimente zur Funkortung von Flugzeugen durchgeführt. Die industrielle Produktion der ersten in Betrieb genommenen Radarstationen begann 1939. (Yu. B. Kobzarev). Robert Watson-Watt (1892 - 1973) Die Geschichte des Radars

Folie 5

Radar basiert auf dem Phänomen der Reflexion von Funkwellen von verschiedenen Objekten. An Objekten ist eine merkliche Reflexion möglich, wenn deren lineare Ausdehnung die Länge der elektromagnetischen Welle überschreitet. Daher arbeiten Radargeräte im Mikrowellenbereich (108-1011 Hz). Sowie die Leistung des ausgesendeten Signals ~ω4.

Folie 6

Radarantenne Radar verwendet Antennen in Form von parabolischen Metallspiegeln mit einem strahlenden Dipol in ihrem Fokus. Durch die Interferenz von Wellen entsteht eine stark gerichtete Strahlung. Es kann sich drehen und den Neigungswinkel ändern und Funkwellen in verschiedene Richtungen senden. Dieselbe Antenne wird automatisch abwechselnd mit einer Pulsfrequenz entweder mit dem Sender oder mit dem Empfänger verbunden.

Folie 7

Folie 8

Funktionsweise des Radars Der Sender erzeugt kurze Mikrowellen-Wechselstromimpulse (Impulsdauer 10-6 s, der Abstand zwischen ihnen ist 1000 mal länger), die über den Antennenschalter der Antenne zugeführt und abgestrahlt werden. In den Intervallen zwischen den Ausstrahlungen empfängt die Antenne das vom Objekt reflektierte Signal, während sie sich mit dem Eingang des Empfängers verbindet. Der Empfänger führt eine Verstärkung und Verarbeitung des empfangenen Signals durch. Im einfachsten Fall wird das resultierende Signal auf eine Strahlröhre (Bildschirm) gegeben, die ein mit der Bewegung der Antenne synchronisiertes Bild anzeigt. Modernes Radar enthält einen Computer, der die von der Antenne empfangenen Signale verarbeitet und sie in Form von digitalen und Textinformationen auf dem Bildschirm anzeigt.

Folie 9

S ist die Entfernung zum Objekt, t ist die Laufzeit des Funkimpulses zum Objekt und zurück Bestimmung der Entfernung zum Objekt In Kenntnis der Orientierung der Antenne bei der Erfassung des Ziels werden dessen Koordinaten bestimmt. Durch die zeitliche Änderung dieser Koordinaten wird die Geschwindigkeit des Ziels bestimmt und seine Flugbahn berechnet.

Folie 10

Radaraufklärungstiefe Die minimale Entfernung, in der ein Ziel erkannt werden kann (die Umlaufzeit des Signals muss größer oder gleich der Impulsdauer sein) Die maximale Entfernung, in der das Ziel erkannt werden kann (die Umlaufzeit des Signals darf die Impulsfolgezeit nicht überschreiten) - Impulsdauer T-Impulsfolgezeit

Folie 11

Mit den Signalen auf den Radarbildschirmen steuern Flughafen-Dispatcher die Bewegung von Flugzeugen entlang der Luftwege, und Piloten bestimmen genau die Flughöhe und Geländekonturen und können nachts und bei schwierigen Wetterbedingungen navigieren. Luftfahrt Anwendung von Radar

Folie 12

Die Hauptaufgabe besteht darin, den Luftraum zu überwachen, das Ziel zu erkennen und zu lenken, gegebenenfalls die Luftverteidigung und die Luftfahrt darauf zu richten. Die Hauptanwendung von Radar ist die Luftverteidigung.

Folie 13

Marschflugkörper (unbemanntes Luftfahrzeug mit einem Start) Die Steuerung des Flugkörpers im Flug erfolgt vollständig autonom. Das Funktionsprinzip seines Navigationssystems basiert auf einem Vergleich des Geländes eines bestimmten Gebiets, in dem sich der Flugkörper befindet, mit Referenzkarten des Geländes entlang seiner Flugroute, die zuvor im Speicher des Bordsteuersystems gespeichert wurden. Der Funkhöhenmesser ermöglicht den Flug entlang einer vorbestimmten Route im Terrain-Envelope-Modus, indem er die Flughöhe genau einhält: über dem Meer - nicht mehr als 20 m, über Land - von 50 bis 150 m (bei Annäherung an das Ziel - Reduzierung auf 20 m) . Die Korrektur der Flugbahn des Flugkörpers auf dem Marschsegment wird gemäß den Daten des Satellitennavigations-Subsystems und des Geländekorrektur-Subsystems durchgeführt.

Folie 14

Die "Stealth"-Technologie verringert die Wahrscheinlichkeit, dass das Flugzeug vom Feind geortet wird. Die Oberfläche des Flugzeugs ist aus mehreren tausend flachen Dreiecken zusammengesetzt, die aus einem Material bestehen, das Funkwellen gut absorbiert. Der darauf fallende Ortungsstrahl wird gestreut, d.h. das reflektierte Signal kehrt nicht dorthin zurück, wo es herkam (zur feindlichen Radarstation). Das Flugzeug ist unsichtbar

Folie 15

Eine der wichtigsten Methoden zur Reduzierung von Unfällen besteht darin, die Geschwindigkeit von Fahrzeugen auf den Straßen zu kontrollieren. Die ersten zivilen Radargeräte zur Messung der Verkehrsgeschwindigkeit wurden bereits Ende des Zweiten Weltkriegs von der amerikanischen Polizei eingesetzt. Jetzt werden sie in allen entwickelten Ländern verwendet. Radar zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit