ابزار اندازه گیری کیفیت محیطی فرهنگ ابزارهای اندازه گیری حرفه هایی که جو را مطالعه می کنند

دستگاه هایی که هدف اصلی آنها اندازه گیری میزان دوز تابش (آلفا، بتا و گاما با در نظر گرفتن اشعه ایکس) و در نتیجه بررسی رادیواکتیویته اشیاء مشکوک است.
دستگاه های دزیمتری برای تعیین میزان تشعشعات روی زمین، میزان آلودگی لباس، پوست انسان، غذا، آب، علوفه، حمل و نقل و سایر اشیاء و اشیاء مختلف و همچنین برای اندازه گیری دوز قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو افراد استفاده می شود. هنگامی که آنها در اشیاء و مناطق آلوده به مواد رادیواکتیو هستند.

آنها برای تجزیه و تحلیل شیمیایی هوا استفاده می شوند که اطلاعاتی در مورد ترکیب کیفی و کمی آلاینده ها ارائه می دهد و امکان پیش بینی میزان آلودگی را فراهم می کند. آلاینده های داخلی اصلی شامل اقلام داخلی، مبلمان، پوشش کف و سقف، مصالح ساختمانی و تکمیلی است. تجزیه و تحلیل شیمیایی هوا شاخص هایی مانند گرد و غبار، دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن، مونوکسید کربن، فنل، آمونیاک، کلرید هیدروژن، فرمالدئید، بنزن، تولوئن و غیره را نشان می دهد.

دستگاه های اندازه گیری شاخص هیدروژن (نشانگر pH). آنها فعالیت یون های هیدروژن را در محلول ها، آب، محصولات غذایی و مواد خام، اشیاء محیطی و سیستم های تولید از جمله در محیط های تهاجمی مطالعه می کنند.

برای ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی خدمت کنید. مقدار ناخالصی های معدنی معلق در آب، عمدتاً نمک های فلزات مختلف را نشان دهید. در زندگی روزمره، از آنها برای تعیین کیفیت آب لوله کشی، آب بطری شده و همچنین برای نظارت بر کارایی فیلترهای تصفیه آب استفاده می شود.

ابزارهای قابل حمل که برای اندازه گیری دقیق سطح صدا طراحی شده اند. صدا را یک آلاینده محیطی می نامند. به اندازه دود تنباکو، گازهای خروجی اگزوز یا فعالیت تشعشع مضر است. نویز می تواند تنها چهار نوع منبع داشته باشد. بنابراین معمولاً به دو دسته: مکانیکی، هیدرومکانیکی، آیرودینامیک و الکترومغناطیسی تقسیم می شود. دستگاه های مدرن قادر به تعیین سطح سر و صدای هر مکانیزم هستند: خطوط انتقال زمین، آب و حتی برق. این دستگاه به شما این امکان را می دهد که سطح صدای صدا را به طور عینی اندازه گیری کنید.

ابزار قابل حملی که برای اندازه گیری سطح دقیق روشنایی ایجاد شده توسط منابع نوری مختلف طراحی شده اند. دامنه لوکس متر گسترده است، که اول از همه، با حساسیت طیفی بالای آنها، که به حساسیت چشم انسان نزدیک می شود، توضیح داده می شود. لازم به یادآوری است که برخی از منابع روشنایی، هالوژن، لامپ های فلورسنت و حتی لامپ های LED، پس از مدتی کارکرد مقدار قابل توجهی از شار نوری را از دست می دهند و ممکن است روشنایی کلی اتاق بدتر شود. این کار نه تنها بینایی فرد را کاهش می دهد، بلکه بر خستگی او نیز تأثیر می گذارد. روشنایی باید به طور مداوم نظارت شود.

دستگاه های طراحی شده برای تعیین سریع میزان نیترات در سبزیجات، میوه ها، گوشت و سایر محصولات غذایی. در گذشته نه چندان دور، برای انجام چنین تحقیقاتی به یک آزمایشگاه کامل نیاز بود، اما اکنون می توان این کار را با استفاده از یک دستگاه فشرده انجام داد.
نیترات مترهای قابل حمل به دلیل فشرده بودن، هزینه کم و سهولت کار، محبوبیت زیادی به دست آورده اند. نیترات ها در بسیاری از کودها وجود دارند که به طور فعال در کشاورزی برای افزایش عملکرد محصول استفاده می شود. به همین دلیل، نیترات ها اغلب در غلظت های قابل توجهی در سبزیجات و میوه ها یافت می شوند. هنگامی که نیترات ها با غذا به مقدار زیاد وارد بدن انسان می شوند، می توانند باعث مسمومیت با نیترات، اختلالات مختلف و بیماری های مزمن شوند.
نشانگر نیترات به شما کمک می کند محصولات خطرناک را به موقع تشخیص دهید و از خود در برابر مسمومیت نیترات محافظت کنید.

چاپ

می دانیم که هادی های حامل جریان با مقداری نیرو با یکدیگر تعامل دارند (§ 37). این با این واقعیت توضیح داده می شود که هر هادی حامل جریان تحت تأثیر میدان مغناطیسی جریان رسانای دیگر قرار می گیرد.

اصلا یک میدان مغناطیسی با مقداری نیرو روی هر هادی حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند.

شکل 117، a یک هادی AB را نشان می‌دهد که روی سیم‌های انعطاف‌پذیری که به منبع جریان متصل هستند، معلق است. هادی AB بین قطب های یک آهنربای قوسی شکل قرار می گیرد، یعنی در میدان مغناطیسی قرار دارد. هنگامی که مدار الکتریکی بسته می شود، هادی شروع به حرکت می کند (شکل 117، ب).

برنج. 117. تأثیر میدان مغناطیسی بر هادی حامل جریان

جهت حرکت هادی به جهت جریان در آن و به محل قطب های آهنربا بستگی دارد. در این حالت جریان از A به B هدایت می شود و هادی به سمت چپ منحرف می شود. هنگامی که جهت جریان معکوس شود، هادی به سمت راست حرکت می کند. به همین ترتیب، هادی با تغییر محل قطب های آهنربا، جهت حرکت را تغییر می دهد.

چرخش یک هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی از اهمیت عملی برخوردار است.

شکل 118 دستگاهی را نشان می دهد که می توان از آن برای نشان دادن چنین حرکتی استفاده کرد. در این دستگاه یک قاب مستطیلی سبک ABCD بر روی یک محور عمودی نصب شده است. سیم پیچی متشکل از چند ده دور سیم پوشیده شده با عایق روی قاب گذاشته شده است. انتهای سیم پیچ به نیم حلقه های فلزی 2 متصل می شود: یک انتهای سیم پیچ به یک نیم حلقه و دیگری به دیگری متصل می شود.

برنج. 118. چرخش یک قاب با جریان در میدان مغناطیسی

هر نیم حلقه بر روی یک صفحه فلزی فشار داده می شود - برس 1. برس ها برای تامین جریان از منبع به قاب استفاده می کنند. یک قلم مو همیشه به قطب مثبت منبع و دیگری به قطب منفی متصل است.

می دانیم که جریان در مدار از قطب مثبت منبع به سمت منفی هدایت می شود، بنابراین در قسمت هایی از قاب AB و DC جهت مخالف دارد، بنابراین این قسمت های هادی در جهت مخالف حرکت می کنند و فریم خواهد چرخید هنگامی که قاب چرخانده می شود، حلقه های نیمه متصل به انتهای آن با آن می چرخند و هر کدام به برس دیگر فشار می آورند، بنابراین جریان در قاب به سمت مخالف تغییر جهت می دهد. این لازم است تا قاب به چرخش در همان جهت ادامه دهد.

چرخش یک سیم پیچ با جریان در میدان مغناطیسی در دستگاه استفاده می شود موتور الکتریکی.

در موتورهای الکتریکی فنی، سیم پیچ از تعداد زیادی پیچ سیم تشکیل شده است. این پیچ ها در شیارهایی (شکاف) ساخته شده در امتداد سطح جانبی استوانه آهنی قرار می گیرند. این سیلندر برای تقویت میدان مغناطیسی مورد نیاز است. شکل 119 نموداری از چنین وسیله ای را نشان می دهد که به آن گفته می شود لنگر موتور. در نمودار (در یک بخش عمود نشان داده شده است)، چرخش سیم به صورت دایره ای نشان داده شده است.

برنج. 119. نمودار آرمیچر موتور

میدان مغناطیسی که آرمیچر چنین موتوری در آن می چرخد ​​توسط یک آهنربای الکتریکی قوی ایجاد می شود. جریان الکتریکی آهنربا از همان منبع جریان سیم پیچ آرمیچر تامین می شود. شفت موتور، که در امتداد محور مرکزی سیلندر آهن قرار دارد، به دستگاهی متصل است که توسط موتور برای چرخش به حرکت در می‌آید.

موتورهای DC کاربرد وسیعی در حمل و نقل (لوکوموتیوهای برقی، تراموا، واگن برقی) پیدا کرده اند.

موتورهای الکتریکی بدون جرقه خاصی وجود دارد که در پمپ های پمپاژ روغن از چاه ها استفاده می شود.

در صنعت از موتورهای AC استفاده می شود (اینها را در دبیرستان مطالعه خواهید کرد).

موتورهای الکتریکی دارای چندین مزیت هستند. در همان قدرت، آنها کوچکتر از موتورهای حرارتی هستند. در حین کار، گاز، دود و بخار منتشر نمی کنند، به این معنی که هوا را آلوده نمی کنند. آنها نیازی به تامین سوخت و آب ندارند. موتورهای الکتریکی را می توان در یک مکان مناسب نصب کرد: روی ماشین، زیر کف تراموا، روی بوژی یک لوکوموتیو الکتریکی. امکان تولید یک موتور الکتریکی با هر قدرتی وجود دارد: از چند وات (در ریش تراش های برقی) تا صدها و هزاران کیلووات (در بیل مکانیکی، کارخانه های نورد، کشتی ها).

راندمان موتورهای الکتریکی قدرتمند به 98 درصد می رسد. هیچ موتور دیگری چنین بازده بالایی ندارد.

یاکوبی بوریس سمیونوویچ (1801-1874)
فیزیکدان روسی او با کشف آبکاری به شهرت رسید.او اولین موتور الکتریکی و دستگاه تلگراف را ساخت که حروف را چاپ می کرد.

یکی از اولین موتورهای الکتریکی جهان که برای استفاده عملی مناسب است توسط دانشمند روسی بوریس سمنوویچ جاکوبی در سال 1834 اختراع شد.

سوالات

1. چگونه می توان نشان داد که یک میدان مغناطیسی بر روی هادی حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند؟
2. با استفاده از شکل 117، توضیح دهید که چه چیزی جهت حرکت هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی را تعیین می کند.
3. برای چرخاندن هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی از چه وسیله ای می توان استفاده کرد؟ برای تغییر جهت جریان در هر نیم دور از چه وسیله ای در قاب استفاده می شود؟
4. ساختار یک موتور الکتریکی فنی را توضیح دهید.
5. موتورهای الکتریکی در کجا استفاده می شوند؟ مزایای آنها نسبت به حرارتی چیست؟
6. چه کسی و چه زمانی اولین موتور الکتریکی مناسب برای استفاده عملی را اختراع کرد؟

ورزش

برای امواج در محدوده متر و دسی متر، یونوسفر شفاف است. ارتباط بر روی این امواج فقط در یک فاصله دید انجام می شود. به همین دلیل آنتن های فرستنده تلویزیون بر روی دکل های بلند تلویزیون قرار می گیرند و برای پخش تلویزیونی در فواصل طولانی باید ساخت ایستگاه های رله، دریافت و سپس ارسال سیگنال.

و با این حال، در حال حاضر، امواجی با طول کمتر از یک متر هستند که برای ارتباطات رادیویی از راه دور استفاده می شوند. ماهواره های زمین مصنوعی به کمک می آیند. ماهواره های مورد استفاده برای ارتباطات رادیویی در مدار زمین ثابت قرار می گیرند که دوره چرخش آن با دوره چرخش زمین به دور محور خود (حدود 24 ساعت) همزمان است. در نتیجه، ماهواره با زمین می چرخد ​​و در نتیجه بر روی نقطه خاصی از زمین واقع در خط استوا شناور می شود. شعاع مدار زمین ثابت حدود 40000 کیلومتر است. چنین ماهواره‌ای سیگنالی را از زمین دریافت می‌کند و سپس آن را رله می‌کند. تلویزیون ماهواره ای در حال حاضر بسیار رایج شده است؛ در هر شهر می توانید "ظروف" - آنتن هایی برای دریافت سیگنال ماهواره ای را ببینید. با این حال، علاوه بر سیگنال های تلویزیونی، بسیاری از سیگنال های دیگر از طریق ماهواره ها، به ویژه سیگنال های اینترنتی، منتقل می شود و ارتباط با کشتی های واقع در دریاها و اقیانوس ها انجام می شود. معلوم می شود که این اتصال از ارتباطات موج کوتاه قابل اعتمادتر است. ویژگی های انتشار امواج رادیویی در شکل 3 نشان داده شده است.

همه امواج رادیویی بسته به طول آنها به چندین محدوده تقسیم می شوند. نام باندها، خواص انتشار امواج رادیویی و مناطق مشخصه استفاده از امواج در جدول آورده شده است.

باندهای امواج رادیویی
محدوده موج	طول موج ها	Spread Properties	استفاده
		آنها به دور سطح زمین و موانع (کوه ها، ساختمان ها) می گردند.	صدا و سیما
		صدا و سیما، ارتباطات رادیویی
کوتاه		انتشار مستطیلی، منعکس شده از یونوسفر.
فوق العاده کوتاه	1 تا 10 متر (متر)	انتشار مستطیلی، عبور از یونوسفر.	پخش، پخش تلویزیونی، ارتباطات رادیویی، رادار.
1-10 dm (دسی متر)
1 تا 10 سانتی متر (سانتی متر)
1 تا 10 میلی متر (میلی متر)

تولید امواج رادیویی در نتیجه حرکت ذرات باردار با شتاب اتفاق می افتد. موجی با فرکانس معین از حرکت نوسانی ذرات باردار با این فرکانس ایجاد می شود. هنگامی که ذرات باردار آزاد در معرض امواج رادیویی قرار می گیرند، یک جریان متناوب با فرکانس مشابه فرکانس موج ظاهر می شود. این جریان توسط دستگاه گیرنده قابل ثبت است. امواج رادیویی با دامنه های مختلف به طور متفاوتی در نزدیکی سطح زمین منتشر می شوند.

1. کوتاه ترین و طولانی ترین امواج رادیویی با چه فرکانسی مطابقت دارد؟

2. * یک فرضیه بیان کنید، چه چیزی می تواند حد طول امواج رادیویی منعکس شده توسط یونوسفر را تعیین کند.

3. چه دامنه امواجی که از فضا به ما می رسد را می توانیم با گیرنده های زمینی دریافت کنیم؟

§26. استفاده از امواج رادیویی

(درس-سخنرانی).

اینجا رادیو هست اما شادی نیست.

I. Ilf، E. Petrov

چگونه می توان اطلاعات را با استفاده از امواج رادیویی مخابره کرد؟ مبنای انتقال اطلاعات با استفاده از ماهواره های مصنوعی زمین چیست؟ اصول رادار چیست و رادار چه قابلیت هایی دارد؟

ارتباط رادیویی رادار مدولاسیون موج.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

الکساندر استپانوویچ پوپوف (1859 - 1906) - فیزیکدان مشهور روسی، مخترع رادیو. اولین آزمایشات را در استفاده عملی از امواج رادیویی انجام داد. او در سال 1986 اولین رادیو تلگراف را به نمایش گذاشت.

طراحی های بهبود یافته فرستنده های رادیویی و گیرنده های رادیویی توسط مارکونی ایتالیایی ایجاد شد که در سال 1921 موفق به برقراری ارتباط منظم بین اروپا و آمریکا شد.

اصول مدولاسیون موج

وظیفه اصلی که برای امواج رادیویی محول می شود، انتقال برخی اطلاعات از راه دور است. موج رادیویی تک رنگ با طول معین یک نوسان سینوسی میدان الکترومغناطیسی است و هیچ اطلاعاتی را حمل نمی کند. برای اینکه چنین موجی بتواند اطلاعات را حمل کند، باید به نوعی تغییر داده شود یا به عبارت علمی، تعدیل کردن(از لاتین modulatio - بعد، بعد). ساده ترین مدولاسیون امواج رادیوییدر اولین تلگراف های رادیویی مورد استفاده قرار گرفت که برای آنها از کد مورس استفاده شد. با استفاده از یک کلید، فرستنده های رادیویی برای مدت طولانی تر یا کوتاه تری روشن می شدند. فاصله های بلند با علامت "خط تیره" و فاصله های کوتاه با علامت "نقطه" مطابقت دارد. هر حرف از حروف الفبا با مجموعه مشخصی از نقطه ها و خط تیره ها همراه بود که با فاصله مشخصی می آمدند. در شکل شکل 1 نموداری از نوسانات موجی را نشان می دهد که سیگنال "خط-نقطه-نقطه-خط تیره" را ارسال می کند. (توجه داشته باشید که در یک سیگنال واقعی تعداد قابل توجهی از نوسانات در یک نقطه یا خط تیره قرار می گیرند).

به طور طبیعی، انتقال صدا یا موسیقی با چنین سیگنالی غیرممکن بود، بنابراین بعداً آنها شروع به استفاده از مدولاسیون متفاوت کردند. همانطور که می دانید صدا یک موج فشار است. به عنوان مثال، صدای خالص مربوط به نت A اکتاو اول مربوط به موجی است که فشار آن بر اساس قانون سینوسی با فرکانس 440 هرتز تغییر می کند. با استفاده از یک دستگاه - یک میکروفون (از میکروفن یونانی - کوچک، تلفن - صدا)، می توان نوسانات فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد که تغییر ولتاژ با همان فرکانس است. این نوسانات را می توان بر روی نوسان یک موج رادیویی قرار داد. یکی از این روش های مدولاسیون در شکل 1 نشان داده شده است. 2. سیگنال های الکتریکی مربوط به گفتار، موسیقی و همچنین تصاویر شکل پیچیده تری دارند، اما جوهر مدولاسیون بدون تغییر باقی می ماند - پوشش دامنه موج رادیویی از شکل سیگنال اطلاعات پیروی می کند.

بعداً روش‌های مدولاسیون مختلفی توسعه یافتند که در آن نه تنها دامنه موج تغییر می‌کند، مانند شکل‌های 1 و 2، بلکه فرکانس نیز تغییر می‌کند، که به عنوان مثال، سیگنال تلویزیونی پیچیده‌ای را که اطلاعات مربوط به تصویر

در حال حاضر، تمایل به بازگشت به "نقاط" و "خط تیره" اصلی وجود دارد. واقعیت این است که هر اطلاعات صوتی و تصویری را می توان به صورت دنباله ای از اعداد رمزگذاری کرد. این دقیقاً همان نوع رمزگذاری است که در رایانه های مدرن انجام می شود. به عنوان مثال، یک تصویر روی صفحه کامپیوتر از نقاط زیادی تشکیل شده است که هر کدام به رنگ متفاوتی می درخشند. هر رنگ با یک عدد مشخص کدگذاری می شود و بنابراین کل تصویر را می توان به صورت دنباله ای از اعداد مربوط به نقاط روی صفحه نمایش داد. در کامپیوتر همه اعداد در سیستم باینری واحدها ذخیره و پردازش می شوند یعنی از دو رقم 0 و 1 استفاده می شود بدیهی است که این اعداد شبیه به نقطه و خط تیره کد مورس هستند. سیگنال های رمزگذاری شده در فرمت دیجیتال دارای مزایای زیادی هستند - آنها کمتر در معرض اعوجاج در طول انتقال رادیویی هستند و به راحتی توسط دستگاه های الکترونیکی مدرن پردازش می شوند. به همین دلیل است که تلفن های همراه مدرن و همچنین انتقال تصاویر با استفاده از ماهواره از فرمت دیجیتال استفاده می کنند.

اکثر شما احتمالا رادیو یا تلویزیون خود را روی برنامه ای تنظیم کرده اید، برخی از شما از اتصال تلفن همراه استفاده کرده اید. امواج رادیویی ما با طیف گسترده ای از سیگنال های رادیویی پر شده است و تعداد آنها دائما در حال افزایش است. آیا آنجا برای آنها "تنگه" نیست؟ آیا اصلاً محدودیتی برای تعداد فرستنده های رادیویی و تلویزیونی که همزمان کار می کنند وجود دارد؟

به نظر می رسد که محدودیت هایی در تعداد فرستنده های همزمان با کار وجود دارد. واقعیت این است که وقتی یک موج الکترومغناطیسی هر اطلاعاتی را حمل می کند، توسط یک سیگنال خاص مدوله می شود. چنین موج مدوله شده ای دیگر نمی تواند با فرکانس یا طول کاملاً تعریف شده مرتبط باشد. مثلاً اگر موج آدر شکل 2 فرکانس دارد w، در محدوده امواج رادیویی و سیگنال قرار دارد بفرکانس دارد دبلیو، در محدوده امواج صوتی قرار دارد (از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز)، سپس موج مدوله شده Vدر واقع سه موج رادیویی را با فرکانس نشان می دهد w-دبلیو, wو w+دبلیو. هر چه یک موج اطلاعات بیشتری داشته باشد، محدوده فرکانسی بیشتری را اشغال می کند. هنگام انتقال صدا، محدوده تقریباً 16 کیلوهرتز کافی است؛ یک سیگنال تلویزیونی در حال حاضر محدوده تقریباً 8 مگاهرتز، یعنی 500 برابر بیشتر را اشغال می کند. به همین دلیل است که انتقال سیگنال تلویزیونی فقط در محدوده امواج فوق کوتاه (متر و دسی متر) امکان پذیر است.

اگر باندهای سیگنال دو فرستنده همپوشانی داشته باشند، امواج این فرستنده ها تداخل می کنند. تداخل باعث ایجاد تداخل در هنگام دریافت امواج می شود. به طوری که سیگنال های ارسالی روی یکدیگر تأثیر نگذارند، یعنی برای اینکه اطلاعات ارسالی مخدوش نشود، باندهای اشغال شده توسط ایستگاه های رادیویی نباید همپوشانی داشته باشند. این محدودیتی را برای تعداد دستگاه های فرستنده رادیویی فعال در هر باند ایجاد می کند.

با استفاده از امواج رادیویی می توانید اطلاعات مختلفی (صوت، تصویر، اطلاعات کامپیوتری) را منتقل کنید که برای این منظور لازم است امواج را مدوله کنید. یک موج مدوله شده باند فرکانسی مشخصی را اشغال می کند. برای جلوگیری از تداخل امواج فرستنده های مختلف، فرکانس آنها باید با مقداری بیشتر از باند فرکانسی متفاوت باشد.

اصول رادار

یکی دیگر از کاربردهای مهم امواج رادیویی رادار است که بر اساس توانایی امواج رادیویی در انعکاس از اجسام مختلف است. رادار به شما امکان می دهد مکان یک جسم و سرعت آن را تعیین کنید. برای رادار از امواج دسی متری و سانتی متری استفاده می شود. دلیل این انتخاب بسیار ساده است: امواج بلندتر، به دلیل پدیده پراش، در اطراف اجسام (هواپیما، کشتی، اتومبیل)، عملاً بدون انعکاس از آنها خم می شوند. اصولاً مشکلات رادار با استفاده از امواج الکترومغناطیسی در محدوده مرئی طیف، یعنی با مشاهده بصری یک جسم قابل حل است. با این حال، تشعشع مرئی توسط اجزای جوی مانند ابرها، مه، گرد و غبار و دود به تأخیر می افتد. برای امواج رادیویی، این اجسام کاملا شفاف هستند که امکان استفاده از رادار را در هر شرایط آب و هوایی فراهم می کند.

برای تعیین مکان، باید جهت شی و فاصله تا آن را تعیین کنید. مشکل تعیین فاصله به سادگی حل می شود. امواج رادیویی با سرعت نور حرکت می کنند، بنابراین موج به یک جسم می رسد و در زمانی برابر با دو برابر فاصله تا جسم تقسیم بر سرعت نور به عقب باز می گردد. دستگاه فرستنده یک پالس رادیویی را به سمت جسم می فرستد و دستگاه گیرنده با استفاده از همان آنتن این پالس را دریافت می کند. زمان بین ارسال و دریافت یک پالس رادیویی به طور خودکار به فاصله تبدیل می شود.

برای تعیین جهت یک جسم، از آنتن های بسیار جهت دار استفاده می شود. چنین آنتن هایی موجی را به شکل یک پرتو باریک تشکیل می دهند، به طوری که جسم فقط در یک مکان مشخص از آنتن به این پرتو می افتد (عمل مشابه پرتو چراغ قوه است). در طول فرآیند رادار، آنتن "چرخش" می شود تا پرتو موج فضای بزرگی را اسکن کند. کلمه "چرخش" در گیومه است زیرا در آنتن های مدرن هیچ چرخش مکانیکی رخ نمی دهد، جهت آنتن به صورت الکترونیکی تغییر می کند. اصل رادار در شکل 1 نشان داده شده است. 3.

رادار این امکان را فراهم می کند که فاصله یک جسم، جهت جسم و سرعت جسم را تعیین کند. با توجه به توانایی امواج رادیویی برای حرکت آزادانه در میان ابرها و مه، می توان از تکنیک های رادار در تمام شرایط آب و هوایی استفاده کرد.

1. ○ طول امواج رادیویی مورد استفاده برای ارتباط چقدر است؟

2. ○ چگونه می توان یک موج رادیویی را حامل اطلاعات کرد؟

3. ○ تعداد ایستگاه های رادیویی روی آنتن چگونه محدود است؟

4. · با فرض اینکه فرکانس ارسال باید 10 برابر عرض فرکانس اشغال شده توسط سیگنال باشد، حداقل طول موج برای ارسال یک سیگنال تلویزیونی را محاسبه کنید.

5. * چگونه می توان سرعت یک جسم را با استفاده از رادار تعیین کرد؟

بخش 27.اصول عملکرد تلفن همراه.

(درس عملی)

اگر ادیسون چنین مکالماتی داشت، دنیا هرگز گرامافون یا تلفن نمی دید.

I. Ilf، E. Petrov

تلفن همراه چگونه کار می کند؟ چه عناصری در تلفن همراه گنجانده شده است و هدف کاربردی آنها چیست؟ چشم انداز توسعه تلفن همراه چیست؟

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

سبک زندگی.

1. هنگام استفاده از تلفن همراه، تابش مداوم امواج رادیویی در مجاورت مغز وجود دارد. در حال حاضر، دانشمندان در مورد میزان تأثیر چنین تشعشعی بر بدن به اجماع نرسیده اند. با این حال، نباید مکالمه های بیش از حد طولانی با تلفن همراه خود داشته باشید!

2. سیگنال های تلفن همراه ممکن است با دستگاه های الکترونیکی مختلف مانند دستگاه های ناوبری تداخل ایجاد کند. برخی از خطوط هوایی استفاده از تلفن همراه را در طول پرواز یا در زمان های خاصی از پرواز (برخاست، فرود) ممنوع می کنند. اگر چنین ممنوعیت هایی وجود دارد، آنها را دنبال کنید، به نفع شماست!

3. برخی از عناصر دستگاه تلفن همراه، مانند صفحه نمایش کریستال مایع، ممکن است در معرض نور شدید خورشید یا دمای بالا خراب شوند. سایر اجزا، مانند مدارهای الکترونیکی که سیگنال‌ها را تبدیل می‌کنند، ممکن است هنگام قرار گرفتن در معرض رطوبت خراب شوند. از تلفن همراه خود در برابر چنین تأثیرات مضر محافظت کنید!

پاسخ تکلیف 1.

در مقایسه با ارتباطات تلفنی معمولی، ارتباطات تلفن همراه نیازی به اتصال مشترک به سیم کشیده شده به مرکز تلفن (از این رو نام - موبایل) ندارد.

در مقایسه با ارتباطات رادیویی:

1. تلفن همراه به شما این امکان را می دهد که با هر مشترکی که تلفن همراه دارد یا به سانترال تلفن سیمی در تقریباً هر منطقه ای از جهان متصل است، تماس بگیرید.

2. فرستنده در گوشی موبایل نباید قدرت بالایی داشته باشد و بنابراین می تواند از نظر اندازه و وزن کوچک باشد.
پاسخ تکلیف 2.برای ارتباطات سیار باید از امواج فوق کوتاه استفاده کرد.
پاسخ تکلیف 3.

پاسخ تکلیف 4.مرکز تلفن باید شامل دستگاه هایی باشد که امواج الکترومغناطیسی را دریافت، تقویت و ارسال می کنند. از آنجایی که امواج رادیویی از مسافت های خط دید استفاده می کنند، وجود شبکه ای از ایستگاه های رله ضروری است. برای برقراری ارتباط با سایر مراکز تلفن مستقر در مناطق دوردست، اتصال به شبکه های بین المللی و بین المللی ضروری است.

پاسخ تکلیف 5.دستگاه باید حاوی دستگاه های ورودی و خروجی اطلاعات باشد، دستگاهی که سیگنال اطلاعاتی را به موج رادیویی و موج رادیویی را به سیگنال اطلاعاتی تبدیل می کند.
پاسخ تکلیف 6.اول از همه، هنگام استفاده از تلفن، ما اطلاعات صوتی را منتقل و درک می کنیم. با این حال، دستگاه می تواند اطلاعات بصری را نیز به ما بدهد. مثال: شماره تلفنی که با ما تماس می گیرند، شماره تلفن دوستمان که ما آن را در حافظه تلفن خود وارد کرده ایم. دستگاه های مدرن قادر به دریافت اطلاعات ویدیویی هستند که برای آنها یک دوربین فیلمبرداری تعبیه شده است. در نهایت، هنگام انتقال اطلاعات، از حسی مانند لامسه نیز استفاده می کنیم. برای شماره گیری یک عدد، دکمه هایی را فشار می دهیم که حاوی اعداد و حروف هستند.
پاسخ تکلیف 7.وارد کردن اطلاعات صوتی – میکروفون, خروجی اطلاعات صوتی – تلفن،ورودی اطلاعات ویدئویی – دوربین فیلمبرداریخروجی اطلاعات ویدئویی – نمایش دادنو همچنین دکمه هایی برای وارد کردن اطلاعات به صورت حروف و اعداد.
پاسخ تکلیف 8.

(قاب نقطه چین در شکل به این معنی است که این دستگاه لزوماً در دستگاه تلفن همراه گنجانده نشده است).

§28. اپتیک هندسی و ابزارهای نوری.

(درس-سخنرانی).

سپس، با صرفه جویی در کار و هزینه، موفق به ساختن ابزاری به قدری کامل شدم که وقتی از طریق آن مشاهده می شد، اشیاء تقریباً هزار برابر بزرگتر و بیش از سی برابر نزدیکتر از آنچه به طور طبیعی دیده می شد به نظر می رسید.

گالیله گالیله.

پدیده های نوری از دیدگاه اپتیک هندسی چگونه مورد توجه قرار می گیرند؟ لنزها چیست؟ در چه دستگاه هایی استفاده می شوند؟ بزرگنمایی بصری چگونه به دست می آید؟ چه دستگاه هایی به شما امکان می دهد به بزرگنمایی بصری برسید؟ اپتیک هندسی فاصله کانونی لنز. لنز ماتریس CCD پروژکتور محل اقامت. چشمی.

عناصر اپتیک هندسی لنز فاصله کانونی لنز. چشم به عنوان یک سیستم نوری ابزارهای نوری . (فیزیک 7-9 پایه). علوم طبیعی 10، § 16.

اپتیک هندسی و خواص عدسی.

نور مانند امواج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی است. با این حال، طول موج تابش مرئی چندین دهم میکرومتر است. بنابراین، پدیده های موجی مانند تداخل و پراش عملاً در شرایط عادی ظاهر نمی شوند. این به ویژه منجر به این واقعیت شد که ماهیت موجی نور برای مدت طولانی شناخته شده نبود و حتی نیوتن فرض کرد که نور جریانی از ذرات است. فرض بر این بود که این ذرات در یک خط مستقیم از جسمی به جسم دیگر حرکت می کنند و جریان این ذرات پرتوهایی را تشکیل می دهند که با عبور نور از یک سوراخ کوچک قابل مشاهده است. این بررسی نام دارد اپتیک هندسیبرخلاف امواج نوری که در آن نور به عنوان یک موج در نظر گرفته می شود.

اپتیک هندسی امکان اثبات قوانین بازتاب نور و شکست نور را در مرز بین مواد شفاف مختلف فراهم کرد. در نتیجه خواص عدسی هایی که در درس فیزیک مطالعه کردید توضیح داده شد. با اختراع عدسی ها بود که استفاده عملی از دستاوردهای اپتیک آغاز شد.

بیایید به یاد بیاوریم که چگونه یک تصویر در یک عدسی نازک همگرا ساخته می شود (شکل 1 را ببینید).

یک شی به صورت مجموعه ای از نقاط نورانی نشان داده می شود و تصویر آن نقطه به نقطه ساخته می شود. برای ساختن تصویر از یک نقطه آشما باید از دو پرتو استفاده کنید. یک پرتو به موازات محور نوری می رود و پس از شکست در عدسی از کانون عبور می کند. F'. پرتو دیگر بدون شکست از مرکز عدسی عبور می کند. نقطه تقاطع این دو پرتو آ'و تصویر یک نقطه خواهد بود آ. بقیه پیکان به پایان می رسد آبه روشی مشابه ساخته می شوند و در نتیجه فلشی با انتهای آن در نقطه ایجاد می شود آ'. توجه داشته باشید که پرتوها دارای خاصیت برگشت پذیری هستند، بنابراین اگر منبع در نقطه ای قرار گیرد آ، سپس تصویر آن در نقطه خواهد بود آ.

فاصله از منبع تا لنز دمربوط به فاصله تصویر تا لنز است د¢ نسبت: 1/ د + 1/د¢ = 1/f، جایی که f – فاصله کانونییعنی فاصله نقطه کانونی عدسی تا عدسی. تصویر یک شی را می توان کوچک یا بزرگ کرد. ضریب افزایش (کاهش) بر اساس شکل 1 آسان است. 1 و خواص شباهت مثلث ها: جی = د¢ /د. از دو فرمول آخر می‌توانیم ویژگی زیر را استخراج کنیم: تصویر کاهش می‌یابد if د>2f(در این مورد f< د¢ < 2f). از برگشت پذیری مسیر پرتو چنین می شود که تصویر بزرگ می شود اگر f< د< 2f(در این مورد د¢ > 2f). توجه داشته باشید که گاهی اوقات لازم است تصویر را به میزان قابل توجهی بزرگ کنید، سپس جسم باید در فاصله کمی از لنز از فوکوس قرار گیرد، تصویر در فاصله زیادی از لنز خواهد بود. برعکس، اگر نیاز به کاهش قابل توجه تصویر داشته باشید، شی در فاصله زیادی از لنز قرار می گیرد و تصویر آن کمی بیشتر از نقطه کانونی لنز خواهد بود.

لنز در دستگاه های مختلف

ویژگی توصیف شده لنزها در دستگاه های مختلفی که از لنزهای جمع کننده به عنوان استفاده می شود استفاده می شود لنزها. به بیان دقیق، هر عدسی باکیفیت از سیستمی از لنزها تشکیل شده است، اما عملکرد آن مانند یک لنز همگرا است.

دستگاه هایی که تصاویر را بزرگ می کنند نامیده می شوند پروژکتورها. به عنوان مثال، در سینماها از پروژکتورها استفاده می شود، جایی که یک تصویر فیلم با اندازه چند سانتی متر تا اندازه صفحه نمایش چندین متر بزرگ می شود. نوع دیگری از پروژکتورها پروژکتورهای چند رسانه ای هستند. در آنها، سیگنالی که از یک کامپیوتر، VCR یا ضبط کننده دیسک ویدیو می آید، تصویر کوچکی را تشکیل می دهد که از طریق یک لنز بر روی یک صفحه نمایش بزرگ پخش می شود.

بیشتر اوقات لازم است تصویر را به جای بزرگنمایی کوچک کنید. این همان چیزی است که از لنزهای دوربین ها و دوربین های فیلمبرداری استفاده می شود. یک تصویر چند متری، به عنوان مثال تصویر یک فرد، به اندازه چند سانتی متر یا چند میلی متر کاهش می یابد. گیرنده ای که تصویر در آن پخش می شود فیلم عکاسی یا ماتریس خاصی از حسگرهای نیمه هادی است ( ماتریس CCD)، تبدیل تصویر ویدئویی به سیگنال الکتریکی.

کاهش تصویر در تولید ریز مدارهای مورد استفاده در دستگاه های الکترونیکی، به ویژه کامپیوترها استفاده می شود. عناصر ریز مدارها - دستگاه های نیمه هادی، سیم های اتصال و ... - دارای ابعاد چند میکرومتر هستند و تعداد آنها روی ویفر سیلیکونی با ابعاد مرتبه سانتی متر به چند میلیون می رسد. به طور طبیعی، ترسیم عناصر زیادی از این مقیاس بدون کاهش آن با استفاده از لنز غیرممکن است.

عدسی هایی که تصاویر را کاهش می دهند در تلسکوپ ها استفاده می شوند. اجرامی مانند کهکشان‌هایی با ابعاد میلیون‌ها سال نوری روی یک فیلم یا ماتریس CCD با ابعاد چند سانتی‌متر قرار می‌گیرند.

از آینه های مقعر به عنوان عدسی در تلسکوپ ها نیز استفاده می شود. خواص یک آینه مقعر از بسیاری جهات شبیه به خواص یک عدسی همگرا است، فقط تصویر نه پشت آینه، بلکه در مقابل آینه ایجاد می شود (شکل 2). مانند انعکاس تصویر دریافت شده توسط لنز است.

چشم ما همچنین حاوی یک عدسی است - عدسی که اشیایی را که می بینیم به اندازه شبکیه چشم کاهش می دهد - چند میلی متر (شکل 3).

برای واضح کردن تصویر، ماهیچه‌های خاصی فاصله کانونی لنز را تغییر می‌دهند و با نزدیک شدن جسم آن را افزایش می‌دهند و زمانی که دور می‌شوند آن را کاهش می‌دهند. توانایی تغییر فاصله کانونی نامیده می شود محل اقامت. یک چشم معمولی قادر به فوکوس کردن تصاویر برای اجسام بیشتر از 12 سانتی متر از چشم است. اگر عضلات نتوانند فاصله کانونی عدسی را به مقدار لازم کاهش دهند، فرد اجسام نزدیک را نمی بیند، یعنی دچار دوربینی می شود. این وضعیت را می توان با قرار دادن یک عدسی همگرا (عینک) در جلوی چشم که اثر آن معادل کاهش فاصله کانونی لنز است، اصلاح کرد. نقص دید مخالف، نزدیک بینی، با استفاده از یک عدسی واگرا اصلاح می شود.

دستگاه هایی که بزرگنمایی بصری ارائه می دهند.

با استفاده از چشم، ما فقط می توانیم ابعاد زاویه ای یک جسم را تخمین بزنیم (به بند 16 علوم طبیعی 10 مراجعه کنید). به عنوان مثال می توانیم تصویر ماه را با سر سنجاق بپوشانیم، یعنی ابعاد زاویه ای ماه و سر سوزن را می توان یکسان ساخت. بزرگنمایی بصری را می توان با نزدیک کردن جسم به چشم یا با بزرگنمایی آن در همان فاصله از چشم به دست آورد (شکل 4).

سعی می کنیم به یک شی کوچک نگاه کنیم، آن را به چشم نزدیک می کنیم. با این حال، با یک رویکرد بسیار نزدیک، لنز ما نمی تواند با کار خود کنار بیاید؛ فاصله کانونی نمی تواند کاهش یابد تا بتوانیم جسم را مثلا از فاصله 5 سانتی متری مشاهده کنیم. وضعیت را می توان به همان روشی که با دور بینی، با قرار دادن یک عدسی همگرا در مقابل چشم. عدسی که برای این منظور استفاده می شود نامیده می شود ذره بین. فاصله ای که برای چشم عادی برای دیدن یک جسم کوچک راحت است، فاصله بهترین دید نامیده می شود. معمولاً این فاصله 25 سانتی متر در نظر گرفته می شود، اگر یک ذره بین به شما اجازه می دهد که یک جسم را مثلاً از فاصله 5 سانتی متری مشاهده کنید، بزرگنمایی بصری 5/25 = 5 برابر به دست می آید.

چگونه می توان یک بزرگنمایی بصری، به عنوان مثال، ماه را بدست آورد؟ با استفاده از یک لنز، باید یک تصویر کوچک شده از ماه اما نزدیک به چشم ایجاد کنید و سپس این تصویر را از طریق ذره بین بررسی کنید که در این مورد به آن می گویند. چشمی. این دقیقاً نحوه عملکرد لوله کپلر است (به بند 16 علوم طبیعی 10 مراجعه کنید).

بزرگ شدن بصری، به عنوان مثال، یک سلول گیاهی یا حیوانی به روشی متفاوت به دست می آید. عدسی تصویر بزرگنمایی شده ای از جسم نزدیک به چشم ایجاد می کند که از طریق چشمی مشاهده می شود. میکروسکوپ دقیقاً اینگونه عمل می کند.

لنزها و سیستم های لنز در بسیاری از دستگاه ها استفاده می شوند. لنزهای ابزار به شما این امکان را می دهند که هم تصاویر بزرگ شده و هم کوچک شده از جسم دریافت کنید. بزرگنمایی بصری با افزایش اندازه زاویه ای جسم به دست می آید. برای این کار از ذره بین یا چشمی در سیستمی با عدسی استفاده کنید.

1. · عمل عدسی ها بر اساس کدام خاصیت پرتوها است؟

2. * بر اساس روش ساخت تصویر در عدسی همگرا، توضیح دهید که چرا فاصله کانونی عدسی باید با تغییر فاصله بین جسم و چشم تغییر کند؟

3. · در میکروسکوپ و لوله کپلر، تصویر وارونه ظاهر می شود. کدام عدسی، شیئی یا چشمی تصویر را معکوس می کند؟

§ 29. اصل عملکرد عینک.

(درس کارگاهی).

چشمان میمون در پیری ضعیف شده است،

اما او از مردم شنید،

که این شر آنقدرها هم بزرگ نیست،

فقط باید عینک بگیری

در طول اقامت چشم چه اتفاقی می افتد؟ تفاوت بین چشم های معمولی، نزدیک بین و دور بین چیست؟ چگونه یک لنز نقص بینایی را اصلاح می کند؟

لنز فاصله کانونی لنز. چشم به عنوان یک سیستم نوری ابزارهای نوری . (فیزیک پایه های 7-9). اختلال بینایی. (زیست شناسی، مقطع ابتدایی).

هدف کار:استفاده از یک برنامه چند رسانه ای برای مطالعه کار عدسی چشم در دید طبیعی، نزدیک بین و دوربین. بررسی کنید که چگونه نقص بینایی با استفاده از یک لنز اصلاح می شود.

تجهیزات:رایانه شخصی، دیسک چند رسانه ای ("فیزیک باز").

برنامه کار:با انجام کار به ترتیب، امکان تطبیق یک چشم عادی، نزدیک بین و دوربین را بررسی کنید. محل قرار گرفتن چشم های نزدیک بین و دوربین را در حضور عدسی در مقابل چشم بررسی کنید. یک لنز برای چشم مناسب انتخاب کنید.

شما قبلاً می دانید که نقص های بینایی مانند نزدیک بینی و دوربینی با عدم امکان انحنای مطلوب به عدسی چشم از طریق کار عضلات چشم همراه است. با نزدیک بینی، عدسی بیش از حد محدب باقی می ماند، انحنای آن بیش از حد است، و بر این اساس، فاصله کانونی بسیار کوتاه است. عکس آن در دور بینی اتفاق می افتد.

به یاد داشته باشید که به جای فاصله کانونی، می توان از کمیت فیزیکی دیگر، قدرت نوری، برای مشخص کردن لنز استفاده کرد. توان نوری با دیوپتر اندازه گیری می شود و به عنوان متقابل فاصله کانونی تعریف می شود: D = 1/f(1 دیوپتر = 1/1 متر). قدرت نوری یک لنز واگرا مقدار منفی دارد. قدرت نوری لنز همیشه مثبت است. با این حال، برای یک چشم نزدیک بین، قدرت نوری لنز بسیار زیاد است، و برای یک چشم دوربین بسیار کوچک است.

عملکرد عینک بر اساس خاصیت عدسی ها است که بر اساس آن قدرت های نوری دو عدسی نزدیک ایستاده اضافه می شود (با در نظر گرفتن علامت).

تمرین 1.عملکرد یک چشم طبیعی بدون لنز را بررسی کنید. سه گزینه اقامت به شما پیشنهاد می شود: عادی - برای فاصله بهترین دید، دور - برای یک فاصله بی نهایت زیاد، و خودکار، که در آن چشم، لنز را در یک فاصله معین تنظیم می کند. با تغییر فاصله از جسم، لحظاتی را که چشم متمرکز است را مشاهده کنید. در این حالت تصویر در داخل چشم کجا متمرکز می شود؟ بهترین فاصله دید در این برنامه با چه چیزی مطابقت دارد؟

وظیفه 2.اثر ذره بین را کاوش کنید. چشم عادی را روی محل اقامت عادی تنظیم کنید. یک عدسی همگرا با بالاترین قدرت نوری ممکن در جلوی چشم قرار دهید. فاصله ای که چشم در آن متمرکز است را پیدا کنید. با استفاده از مطالب پاراگراف قبل مشخص کنید که این ذره بین چند برابر بزرگنمایی می کند؟

وظیفه 3.کار 1 را برای چشمان نزدیک بین و دور بین تکرار کنید. وقتی چشم متمرکز نیست پرتوها کجا متمرکز می شوند؟

وظیفه 4.برای چشمان نزدیک بین و دوربین، عینک را انتخاب کنید. برای انجام این کار، محل اقامت خودکار چشم را تنظیم کنید. عدسی را طوری انتخاب کنید که با تغییر فاصله از فاصله بهترین دید (25 سانتی متر) تا بی نهایت، چشم متمرکز شود. محدودیت های قدرت نوری لنزها چیست که در آن عینک برای "چشم" ارائه شده در برنامه می تواند عملکرد خود را با موفقیت انجام دهد؟

وظیفه 5.زمانی که با لنز انتخابی چشم در فواصل بینهایت تا حداقل ممکن متمرکز است، سعی کنید به نتیجه مطلوب برای چشمان نزدیک بین و دوربین برسید.

پرتوهای اجسام دور پس از عبور از عدسی چشم نزدیک بینی، در مقابل شبکیه متمرکز شده و تصویر تار می شود. برای رفع این مشکل، عینک هایی با عدسی های واگرا مورد نیاز است. پرتوهای اجسام نزدیک پس از عبور از عدسی چشم دور بین، پشت شبکیه متمرکز شده و تصویر تار می شود. برای اصلاح این مشکل، عینک هایی با عدسی های همگرا مورد نیاز است.

§ 25. برق و اکولوژی.

(درس- کنفرانس).

بیش از یک بار برای من پیش آمده که کار در ساخت و ساز مهندسی هیدرولیک مانند جنگ است. در جنگ مجبور نیستید خمیازه بکشید، در غیر این صورت زمین خورده خواهید شد و در اینجا باید به طور مداوم کار کنید - آب روی شما می آید.

مولفه ها و اصول اصلی بهره برداری از یک نیروگاه مدرن ترکیبی حرارت و برق (CHP) چیست؟ اجزای اصلی و اصول عملیاتی یک نیروگاه برق آبی (HPP) چیست؟ ساخت نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های برق آبی چه تاثیری بر وضعیت زیست محیطی می تواند داشته باشد؟

هدف کنفرانس:با عملکرد رایج ترین انواع نیروگاه ها مانند نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های برق آبی آشنا شوید. درک تأثیری که ساخت این نوع نیروگاه ها بر محیط زیست می تواند داشته باشد.

طرح کنفرانس:

1. ساخت و بهره برداری از یک نیروگاه حرارتی مدرن.

2. ساخت و بهره برداری از یک نیروگاه برق آبی مدرن.

3. نیروگاه ها و اکولوژی.

با ارزیابی گذشته تاریخی کشورمان، باید اذعان داشت که این پیشرفت سریع در حوزه برق بود که امکان تبدیل یک نیروی کشاورزی به کشوری صنعتی را در کمترین زمان ممکن فراهم کرد. بسیاری از رودخانه ها "تسخیر" شدند و مجبور به تامین برق شدند. تنها در پایان قرن بیستم، جامعه ما شروع به تجزیه و تحلیل کرد که این پیشرفت به چه قیمتی به دست آمد، به قیمت چه منابع انسانی، به بهای تغییرات در طبیعت. هر سکه ای همیشه دو روی دارد و یک فرد تحصیل کرده باید هر دو روی را ببیند و مقایسه کند.

پیام 1.کارخانه برق و حرارت.

نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق یکی از رایج ترین تولیدکنندگان برق هستند. مکانیسم اصلی CHP یک توربین بخار است که یک مولد برق را به حرکت در می آورد. مصلحت ترین کار ساخت نیروگاه های حرارتی در شهرهای بزرگ است، زیرا بخار خروجی در توربین وارد سیستم گرمایش شهر می شود و گرما را به خانه های ما می رساند. همین بخار آب گرمی را که وارد خانه ما می شود گرم می کند.

پیام 2.نیروگاه برق آبی چگونه کار می کند؟

نیروگاه های برق آبی قوی ترین تولیدکنندگان برق هستند. برخلاف نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های برق آبی بر اساس منابع انرژی تجدیدپذیر کار می کنند. ممکن است به نظر برسد که نیروی برق آبی "رایگان داده می شود". با این حال، نیروگاه های برق آبی سازه های هیدرولیکی بسیار گران قیمتی هستند. هزینه ساخت نیروگاه برق آبی متفاوت است. سریع ترین بازپرداخت برای نیروگاه های ساخته شده بر روی رودخانه های کوهستانی است. ساخت نیروگاه های برق آبی بر روی رودخانه های دشت، از جمله نیاز به در نظر گرفتن تغییرات در چشم انداز و خروج مناطق بسیار وسیع از مصارف صنعتی و کشاورزی دارد.

پیام 3.نیروگاه ها و اکولوژی.

جامعه مدرن به مقدار زیادی برق نیاز دارد. تولید چنین حجمی از برق به ناچار با دگرگونی طبیعت اطراف ما همراه است. به حداقل رساندن پیامدهای منفی یکی از وظایفی است که در طراحی نیروگاه ها به وجود می آید. اما، قبل از هر چیز، لازم است از تأثیر منفی بر ماهیت تأسیسات قدرتمند برای تولید برق آگاه باشید.

سوزاندن مقدار زیادی سوخت به ویژه می تواند باعث پدیده هایی مانند باران اسیدی و همچنین آلودگی شیمیایی شود. به نظر می رسد که نیروگاه های برق آبی که هیچ چیز در آنها نمی سوزد، نباید تأثیر منفی بر طبیعت داشته باشد. با این حال، ساخت نیروگاه‌های کم ارتفاع همواره با آبگرفتگی سرزمین‌های وسیع همراه است. بسیاری از پیامدهای زیست‌محیطی چنین سیل‌هایی که در اواسط قرن بیستم به وجود آمدند، تازه نشان داده شده‌اند. با مسدود کردن رودخانه ها با سدها، ناگزیر در زندگی ساکنان مخازن دخالت می کنیم که پیامدهای منفی نیز دارد. به عنوان مثال، این عقیده وجود دارد که تمام برق تولید شده توسط نیروگاه های برق آبی ولگا ارزش تلفات ناشی از کاهش صید ماهیان خاویاری را ندارد.

منابع اطلاعاتی

1. دایره المعارف کودکان.

2. تاریخ علم و فناوری کیریلین. - م.: علم. 1994.

3. پیامدهای وودوپیانوف NPT. مینسک: علم و فناوری، 1980.

5. منابع غیر سنتی انرژی - م: دانش، 1982.

6.، جنبه های Skalkin حفاظت از محیط زیست.- L.: Gidrometeoizdat، 1982.

7. نیکیتین - پیشرفت فنی، طبیعت و انسان.-M: Science 1977.

8. اسپیلرین. مشکلات و چشم اندازها - م: انرژی، 1981.

9. فیزیک و پیشرفت علمی و فناوری / ویرایش. ، .- م: آموزش و پرورش، 1367.

10. انرژی و حفاظت از محیط زیست / ویرایش. و دیگران - M.: انرژی، 1979.

نیروگاه های مدرن سازه های مهندسی پیچیده ای هستند. آنها برای وجود جامعه مدرن ضروری هستند. اما ساخت آنها باید به گونه ای انجام شود که آسیب به طبیعت به حداقل برسد.

سیاره زمین در جوی مانند یک پتوی نامرئی پیچیده شده است. این پوسته از زمین و همچنین تمام ساکنان آن در برابر تهدیدات فضا محافظت می کند. همچنین می توان ادعا کرد که زندگی بر روی زمین تنها به دلیل وجود جو امکان پذیر است.

بشریت برای مدت طولانی علاقه مند به مطالعه پوشش هوای سیاره بوده است، اما ابزارهای اندازه گیری شاخص های جوی نسبتاً اخیراً - فقط حدود چهار قرن پیش - ظاهر شده اند. راه های مطالعه پوشش هوای زمین چیست؟ بیایید نگاهی دقیق تر به آنها بیندازیم.

مطالعه جو

هر فردی به پیش بینی آب و هوا از رسانه ها متکی است. اما قبل از اینکه این اطلاعات برای عموم منتشر شود، باید از طریق روش های مختلف جمع آوری شود. برای کسانی که علاقه مند به چگونگی مطالعه جو هستند، دانستن این نکته مهم خواهد بود: ابزار اصلی مطالعه آن که در قرن شانزدهم اختراع شد، یک بادنما، یک دماسنج و همچنین یک فشارسنج است.

اکنون مطالعه پوشش هوای زمین در حال انجام است. علاوه بر روسیه، کشورهای بسیار بیشتری را شامل می شود. از آنجایی که آنها جو زمان ما را با کمک تجهیزات ویژه مطالعه می کنند، کارمندان WMO برنامه های خاصی را برای جمع آوری و پردازش داده ها ایجاد کرده اند. برای این منظور از مدرن ترین فناوری ها استفاده می شود.

دماسنج

اندازه گیری دما همچنان با استفاده از دماسنج انجام می شود. درجه بر حسب سانتیگراد اندازه گیری می شود. این سیستم بر اساس خواص فیزیکی آب است. در صفر درجه سانتیگراد به حالت جامد و در 100 - به حالت گازی تبدیل می شود.

این سیستم به نام دانشمندی از سوئد نامگذاری شده است.او در سال 1742 پیشنهاد اندازه گیری دما را با استفاده از این روش داد. با وجود پیشرفت های تکنولوژیکی، دماسنج های جیوه ای هنوز در بسیاری از مکان ها استفاده می شود.

میزان بارش

اطلاعات در مورد چگونگی مطالعه جو برای دانش آموزان و بزرگسالان جالب خواهد بود. به عنوان مثال، جالب است بدانید که میزان بارش توسط هواشناسان با استفاده از باران سنج اندازه گیری می شود. این وسیله ای است که با آن می توانید میزان بارش مایع و جامد را اندازه گیری کنید.

این روش مطالعه جو در دهه 70 قرن گذشته ظاهر شد. باران سنج شامل یک سطل است که بر روی یک تیر نصب شده و توسط بادگیر احاطه شده است. دستگاه در مناطق مسطح قرار می گیرد؛ گزینه نصب بهینه در مکانی است که توسط خانه ها یا درختان احاطه شده است. اگر میزان بارندگی در 12 ساعت از 49 میلی متر بیشتر شود، باران شدید تلقی می شود. برای برف، اگر در همان بازه زمانی 19 میلی متر ببارد، این اصطلاح اعمال می شود.

اندازه گیری سرعت و جهت باد

برای اندازه گیری سرعت باد از دستگاهی به نام بادسنج استفاده می شود. همچنین برای مطالعه سرعت جریان های هدایت شده هوا استفاده می شود.

سرعت هوا یکی از مهمترین شاخص های جو است. به منظور اندازه گیری سرعت و جهت باد از سنسورهای اولتراسونیک مخصوص (آنمورمبومتر) استفاده می شود. معمولاً یک بادگیر در کنار بادسنج نصب می شود. همچنین در نزدیکی فرودگاه ها، پل ها و سایر مکان هایی که وزش باد شدید می تواند خطر آفرین باشد، معمولاً کیسه های مخروطی شکل مخصوصی از پارچه راه راه نصب می شود.

فشارسنج ها

ما بررسی کردیم که چه سازهایی و چگونه فضا را مطالعه کنیم. با این حال، بررسی تمام روش های مطالعه آن بدون ذکر فشارسنج ناقص خواهد بود - دستگاه خاصی که با آن می توانید قدرت فشار اتمسفر را تعیین کنید.

ایده فشارسنج توسط گالیله پیشنهاد شد، اگرچه توسط شاگردش E. Torricelli، که برای اولین بار واقعیت فشار اتمسفر را اثبات کرد، محقق شد. فشارسنج ها که فشار ستون اتمسفر را اندازه گیری می کنند، به شما امکان پیش بینی آب و هوا را می دهند. علاوه بر این، از این دستگاه ها به عنوان ارتفاع سنج نیز استفاده می شود، زیرا فشار هوا در جو بستگی به ارتفاع دارد.

چرا هوا بر سطح زمین فشار می آورد؟ مولکول های هوا، مانند تمام اجسام مادی دیگر، توسط نیروی گرانش به سطح سیاره ما جذب می شوند. این واقعیت که هوا وزن دارد توسط گالیله اثبات شد و این فشار توسط E. Torricelli اختراع شد.

حرفه هایی که جو را مطالعه می کنند

مطالعه پاکت هوای زمین عمدتا توسط نمایندگان دو حرفه - پیش بینی آب و هوا و هواشناسان انجام می شود. تفاوت این دو حرفه چیست؟

هواشناسان در سفرهای مختلف شرکت می کنند. کار آنها اغلب در ایستگاه های قطبی، فلات های کوهستانی مرتفع و همچنین فرودگاه ها و کشتی های اقیانوس پیما انجام می شود. هواشناس نمی تواند برای یک دقیقه حواس خود را از مشاهدات خود منحرف کند. هر چقدر هم که نوسانات ناچیز به نظر برسد، او باید آنها را در یک مجله مخصوص وارد کند.

تفاوت پیش‌بینی‌گران با هواشناسان این است که با تجزیه و تحلیل فرآیندهای فیزیولوژیکی، آب و هوا را پیش‌بینی می‌کنند. به هر حال، اصطلاح "پیش بینی" از زبان یونانی باستان آمده و به عنوان "مشاهده در محل" ترجمه شده است.

چه کسی جو را مطالعه می کند؟

برای پیش بینی آب و هوا، لازم است از اطلاعات جمع آوری شده از چندین نقطه در سراسر سیاره به طور همزمان استفاده شود. دمای هوا، فشار اتمسفر و همچنین سرعت و قدرت باد مورد مطالعه قرار گرفته است. علمی که جو را مطالعه می کند هواشناسی نامیده می شود. ساختار و تمام فرآیندهای رخ داده در جو را بررسی می کند. مراکز هواشناسی ویژه ای در سرتاسر زمین وجود دارد.

دانش آموزان مدرسه اغلب به اطلاعاتی در مورد جو، هواشناسی و هواشناسان نیاز دارند. اغلب آنها باید این سوال را در کلاس ششم بررسی کنند. جو چگونه مورد مطالعه قرار می گیرد و چه متخصصانی در جمع آوری و پردازش داده ها در مورد تغییرات در آن نقش دارند؟

جو توسط هواشناسان، اقلیم شناسان و هواشناسان مطالعه می شود. نمایندگان این حرفه اخیر در حال مطالعه شاخص های مختلف جو هستند. هواشناسان دریایی متخصصانی هستند که رفتار توده های هوا را بر روی اقیانوس های جهان مشاهده می کنند. دانشمندان اتمسفر اطلاعاتی در مورد جو به حمل و نقل دریایی ارائه می دهند.

شرکت های کشاورزی نیز به این داده ها نیاز دارند. همچنین شاخه ای از علوم جوی به عنوان هواشناسی رادیویی وجود دارد. و در دهه های اخیر، حوزه دیگری توسعه یافته است - هواشناسی ماهواره ای.

چرا هواشناسی مورد نیاز است؟

برای اینکه پیش‌بینی آب و هوا درست شود، اطلاعات نه تنها باید از نقاط مختلف کره زمین جمع‌آوری شود، بلکه باید به درستی پردازش شود. هر چه یک هواشناس (یا محقق دیگر) اطلاعات بیشتری داشته باشد، کار او دقیق تر خواهد بود. اکنون تمام داده ها با استفاده از فناوری رایانه پردازش می شوند. اطلاعات هواشناسی نه تنها در رایانه ذخیره می شود، بلکه برای ایجاد پیش بینی آب و هوا برای آینده نزدیک نیز استفاده می شود.

تاثیر میدان مغناطیسی بر هادی حامل جریان چیست؟

یک میدان مغناطیسی با مقداری نیرو بر روی هر رسانای حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند.

1. چگونه می توان نشان داد که یک میدان مغناطیسی بر روی هادی حامل جریان واقع در این میدان عمل می کند؟

لازم است هادی را روی سیم های انعطاف پذیر متصل به منبع جریان معلق کنید.
هنگامی که این هادی با جریان بین قطب های یک آهنربای قوسی دائمی قرار می گیرد، شروع به حرکت می کند.
این ثابت می کند که یک میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان عمل می کند.

2. جهت حرکت رسانای حامل جریان در میدان مغناطیسی چیست؟

جهت حرکت یک هادی با جریان در میدان مغناطیسی به جهت جریان در هادی و محل قرارگیری قطب های آهنربا بستگی دارد.

3. برای چرخاندن هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی از چه وسیله ای می توان استفاده کرد؟

این دستگاه که می تواند برای چرخاندن یک هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی استفاده شود، از یک قاب مستطیلی تشکیل شده است که بر روی یک محور عمودی نصب شده است.
سیم پیچی متشکل از چند ده دور سیم پوشیده شده با عایق روی قاب گذاشته شده است.
از آنجایی که جریان در مدار از قطب مثبت منبع به سمت منفی هدایت می شود، در قسمت های مخالف قاب جریان جهت مخالف دارد.
بنابراین، نیروهای میدان مغناطیسی نیز در این طرف های قاب در جهت مخالف عمل خواهند کرد.
در نتیجه، قاب شروع به چرخش می کند.

4. برای تغییر جهت جریان در هر نیم دور از چه وسیله ای در قاب استفاده می شود؟

قاب با سیم پیچ از طریق نیم حلقه ها و برس ها به مدار الکتریکی متصل می شود که به شما امکان می دهد جهت جریان در سیم پیچ را در هر نیم دور تغییر دهید:
- یک انتهای سیم پیچ به یک نیم حلقه فلزی وصل شده است، دیگری - به دیگری.
- حلقه های نیمه در جای خود با قاب می چرخند.
- هر نیم حلقه روی یک صفحه برس فلزی فشار داده می شود و هنگام چرخش در امتداد آن می لغزد.
- یک قلم مو همیشه به قطب مثبت منبع و دیگری به قطب منفی متصل است.
- وقتی قاب را می چرخانید، نیم حلقه ها با آن می چرخند و هر کدام به برس دیگری فشار می آورند.
- در نتیجه جریان در قاب به سمت مخالف تغییر می کند.
در این طرح، قاب همیشه در یک جهت می چرخد.

5. موتور برق فنی چگونه کار می کند؟

چرخش یک سیم پیچ با جریان در میدان مغناطیسی در طراحی موتور الکتریکی استفاده می شود.
در موتورهای الکتریکی، سیم پیچ از تعداد زیادی پیچ سیم تشکیل شده است.
آنها در شکاف هایی در سطح جانبی سیلندر آهن قرار می گیرند.
این سیلندر برای تقویت میدان مغناطیسی مورد نیاز است.
سیلندر با سیم پیچ آرمیچر موتور نامیده می شود.
میدان مغناطیسی که آرمیچر چنین موتوری در آن می چرخد ​​توسط یک آهنربای الکتریکی قوی ایجاد می شود.
برق آهنربا و سیم پیچ آرمیچر توسط یک منبع جریان تغذیه می شوند.
شفت موتور (محور سیلندر آهنی) چرخش را به محموله انتقال می دهد.