주제에 대한 물리학(10학년) 수업을 위한 레이더 프레젠테이션. 우리 엉덩이

학교와 연구소에서 그들은 우주선이 지구에서 서브루미날 속도로 날아가면 지구에서 오는 빛이 점점 더 지연되어 도착하고 우주선에서 지구의 시간 (모든 과정)이 느려지는 것처럼 보인다고 설명했습니다 아래로 ... 그리고 아인슈타인은 다른 관찰자들에게 시간의 "감속"과 "가속"의 환상에 대해서만 이야기한다는 것이 밝혀졌습니다.

여기에서 시간이 지구에서 멀어질 때 "느린" 만큼 지구로 돌아올 때도 같은 정도로 "가속"된다는 것이 밝혀졌습니다. 첫 번째 경우에 신호가 5초 동안 배를 따라잡았다면 이제 신호는 같은 5초만큼 일찍 배와 만난다. 여기에 상대성 이론을 가진 아인슈타인은 없습니다.
당신의 이야기에서 지구를 모스크바로, 우주선을 기차로, 목적지를 블라디보스토크로, 신호를 전화로 바꾸십시오. 그리고 여기에 상대성 이론의 냄새가 없다는 것이 즉시 분명해질 것입니다. 실제로는 어느 정도 효과가 있긴 하지만, 당신의 전설에 등장하는 허구에 비하면 절대적으로 미미한 수준입니다.

그래서, 무엇이 진짜인가? 실제로 SRT를 테스트한 실험은 많다. 가장 간단하고 이해하기 쉬운 것을 선택했습니다. 사실 저는 이 실험에 대한 보고서를 찾지 못했습니다. 그러나 나는 이것이 실제로 1938년 실험보다 수십만 배 더 정확하다고 믿습니다.

캐나다 물리학자들은 Max Planck Institute(독일에 하나 있음)에서 가속기를 사용하도록 요청했습니다. 실험의 핵심: 리튬 이온이 레이저에 의해 여기되고 이 이온의 방출 주파수가 측정됩니다. 단위 시간당 복사된 파동의 주파수를 대략적으로 말하면 "험프"의 수라고 합니다. 먼저, 주파수는 휴식(실험실) 기준 프레임에서 측정됩니다. 가치 얻기 f 0. 그런 다음 이온은 가속기에서 가속됩니다. 아인슈타인의 이론이 시간의 팽창을 정확하게 예측한다면, 예를 들어 실험실 시스템에서 2초의 시간에 특정 속도로 움직이는 시스템에서는 1초만 지날 수 있습니다. 움직이는 리튬 이온을 여기시키면서 이 경우 복사 주파수를 얻습니다. f1, 2배 작음 f 0. 이것이 바로 캐나다인들이 한 일입니다. 그리고 그들은 1000만분의 1초 미만의 이론과 불일치를 얻었습니다.

그러나 그것은 우리가 관심있는 것이 아닙니다. SRT, GTR, 양자역학에 대한 철학적 비판의 배경이 흥미롭다. 소련의 물리학 박해에 대한 현재의 "해설가"를 연구하면 소련 물리학자들이 치아에서 동일한 물리학에 있지 않았다는 인상을 받습니다. 실제로 문제는 20세기 물리학이 '물질은 사라지고 방정식만 남는' 상태에 있다는 점이었다. 다시 말해서, 물리학은 물질적 현실의 모델을 찾는 것을 거부했고 과정을 아주 성공적으로 설명하는 방정식을 받은 후 단순히 해석을 발명하기 시작했습니다. 그리고 이 순간은 소련의 물리학자들과 서구의 물리학자들 모두에게 똑같이 잘 이해되었습니다. 아인슈타인도, 보어도, 디랙도, 파인만도, 봄도, ... 누구도 이론 물리학의 이러한 상황에 만족하지 않았습니다. 그리고 소비에트 비판은 종종 Made in Ottedov의 주장을 취했습니다.

예를 들어 로렌츠와 푸앵카레가 구축한 수학적 모델과 대조적으로, 그리고 아인슈타인이 보다 접근하기 쉬운 형태로 SRT의 물리적 모델이 의미하는 바를 설명하려고 노력할 것입니다. 예를 들어 저는 Gennady Ivchenkov의 모델을 선택했습니다. 이것은 예시일 뿐임을 강조합니다. 나는 그것의 진실을 변호하지 않을 것입니다. 게다가, 아인슈타인의 SRT는 물리적으로 충분히 완벽합니다.

먼저 아인슈타인의 해법을 살펴보자. SRT에 따르면 움직이는 시스템의 시간은 정지된 시스템보다 느리게 흐릅니다.

그러면 움직이는 시스템(고정 관찰자에 의해 측정됨)의 진동 주파수(무슨 일이 있어도)는 고정된 시스템보다 낮을 것입니다.

어디 ω ν 는 움직이는 시스템의 진동 주파수이며, ω 0 - 움직이지 않고. 따라서 움직이는 시스템에서 정지한 관찰자에게 도달한 복사의 주파수를 주파수 비율로 측정하여 ω ν / ω 0 시스템의 속도를 계산할 수 있습니다. 모든 것이 간단하고 논리적이라는 것이 밝혀졌습니다.

이브첸코프의 모델

같은 크기의 두 개의 동일한 전하가 같은 속도로 같은 방향으로 실험실 좌표계를 기준으로 움직이는 상호 작용(예: 두 개의 전자)한다고 가정해 보겠습니다. V 거리에 아르 자형 서로 평행. 분명히, 이 경우 쿨롱 세력은 돌격을 밀고 로렌츠 군대는 끌어당길 것입니다. 이 경우, 각 전하는 두 번째 전하에 의해 생성된 자기장에서 날아갈 것입니다.

전체 힘(로렌츠 힘이라고도 함)은 다음 공식으로 설명됩니다.

결과적으로, 움직일 때 전류가 되는 움직이는 전하(공식의 두 번째 부분)의 로렌츠 인력은 같을 것입니다(스칼라 형식).

전하를 밀어내는 쿨롱 힘은 다음과 같습니다.

그리고 끌어당기는 힘이 반발력과 같은 전하의 속도는 다음과 같습니다.

따라서 에서 V< C 쿨롱 힘이 우세하고 비행 전하가 끌어 당기지 않지만 반발력이 쿨롱 힘보다 작아지고 속도가 증가함에 따라 감소합니다. V 의존성에 따라:

이 공식은 다른 방식으로 표현할 수 있습니다.

따라서 우리는 실험실 시스템에서 움직이는 전하의 상호 작용력의 의존성을 얻었습니다. 또한, 진동 방정식의 일반적인 형태를 고려하지 않고 그 세부 사항을 설명하지 않습니다(이 경우 수소 원자의 바닥 및 첫 번째 들뜬 상태에 대한 드 브로이 모델을 의미할 수 있음).

F = - ω 2 m q

저것들. 고정된 전자 질량에서의 복사 주파수와 그 "변위"는 힘 계수의 제곱근에 비례합니다. 우리 모델에서 원자 구조의 세부 사항은 우리에게 중요하지 않습니다. 위에서 얻은 전하의 상호 작용력의 비율과 함께 실험실 기준 프레임에서 관찰되는 내용을 아는 것만 중요합니다. 따라서,

이는 아인슈타인의 결론에 동의합니다.

MIB, 이것은 "전설"이 아닙니다. 이것은 상대성 이론이 학교에서 우리에게 설명된 방법입니다.

빛뿐만 아니라 음파에서도 같은 일이 일어납니다.

그래서 나는 당신이 "가르쳐진"대로 말합니다. 아니면 어떻게 "배웠습니까"? 당신은 도플러 효과에 대해 이야기하고 있으며 상대성 이론은 관성 참조 프레임의 평등과 상호 작용의 최대 속도의 유한성에 기반을 두고 있습니다. Lorentz 그룹과 함께 기하학을 생성하는 것은 이 두 위치입니다.

내가 읽은 한 Michelson-Morphy 실험은 복잡성 때문에 한 번만 반복되었습니다. 20세기 중반의 미국.

그러나 그것은 요점이 아닙니다... 그것은 SRT 방정식의 물리적(철학적) 해석입니다.

모르피가 아니라 몰리.

아래는 관련 기사 목록입니다. 물리학의 맥락에서 마지막 두 기사가 가장 흥미롭습니다. 철학의 맥락에서 합리적인 것은 없습니다. "철학"과 "물리학"이 누구, 어떻게, 무엇을 가르쳤는지 직접 보여줍니다.

그러나 아인슈타인 자신이 자신의 이론의 기본 전제가 모든 관성 참조 좌표계의 물리적 과정이 동일한 방식으로 진행된다는 것이라고 썼다면 움직이는 기차에서 모래가 더 천천히 떨어지는 이유는 무엇입니까?

M-예 ... 모든 것이 어떻게 실행되고 있는지 ...

처음부터 Newton의 요소로 시작해 보겠습니다. 물리적 과정이 모든 관성 참조 좌표계에서 동일한 방식으로 진행된다는 사실은 뉴턴이 아니라 갈릴레오의 발견이며, 아인슈타인이 아니라 더욱 그렇습니다. 그러나 Newton은 변수에 의해 매개변수화된 3차원 유클리드 공간을 가지고 있습니다. 티 . 이 구성을 단일 시공으로 간주하면 갈릴레오의 포물선 기하학(즉, 평평한 유클리드와 쌍곡선 로바체프스키 및 구형 리만과 다른 기하학)을 얻습니다. 뉴턴 역학의 중요한 특징은 무한한 상호 작용 속도가 허용된다는 것입니다. 이것은 갈릴레오의 시공간 변환 그룹에 해당합니다.

이제 맥스웰. 전기 역학 방정식은 상호 작용의 무한한 속도를 허용하지 않으며 전자기장은 유한한 속도로 전파됩니다 - 빛의 속도 ~와 함께 . 이것은 불쾌한 사실을 야기합니다. Maxwell의 방정식은 Galilean 그룹에 의해 변환되지 않거나 그들이 말했듯이이 그룹과 관련하여 불변하지 않습니다. 특정 그룹이 발견되지 않는 한 인지 가치가 급격히 약화됩니다. 한계에 ~와 함께 → ∞ 갈릴리 그룹으로. 또한, 우리는 인과성의 원칙, 즉 한 참조 프레임에서 이벤트가 이미 발생했지만 다른 프레임에서는 아직 발생하지 않았거나 더 일찍 발생한 상황을 피하기 위해. 기본적으로 모든 관성 기준계에서 빛의 속도가 평등하다는 것은 인과성 원리의 결과입니다. 따라서 모든 관성 참조 프레임에서 동일한 특정 수량, 특정 불변량이 있어야 한다는 요구 사항이 발생합니다. 그러한 불변은 표현으로 밝혀졌습니다.

s 2 \u003d r 2 - (ct) 2

(저는 겁먹지 않기 위해 미분으로 쓰지 않습니다.) 이 값을 간격이라고 합니다. 보시다시피, 이것은 세 개의 실제(공간) 다리와 하나의 가상(시간) 다리가 있는 4차원 삼각형의 빗변일 뿐입니다. 여기 ~와 함께 - 상호작용의 최대 속도(우리는 그것을 빛의 속도와 동일하게 생각하지만 물리학자들은 더 빠른 속도로 상호작용이 없다는 것을 의심할 이유가 있습니다).

간격은 관성 참조 프레임(ISR)에서 이벤트 쌍을 연결하고 모든 참조 프레임(ISR)에서 동일한 이벤트 쌍에 대해 동일합니다. 다음은 기술의 문제입니다. 한 IFR에서 다른 IFR로 이동할 때 공간 및 시간 좌표는 로렌츠 그룹에 의해 변환되어 간격이 변하지 않습니다. 로렌츠 변환은 4개의 좌표가 모두 변경되는 방식으로 4차원 시공간에서 삼각형의 회전 그룹입니다. x, y, z, ICT , 그러나 빗변의 길이 에스 일정하게 유지됩니다.

노력할 때 ~와 함께 → ∞ 로렌츠 변환은 갈릴레이 변환으로 넘어갑니다.

손가락 어딘가에. 당신이 뭔가를 놓쳤거나 그것을 부정확하게 표현했다면 - 전화해서 물어보세요.

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목적: 라디오와 레이더 사이의 관계를 결정하고 라디오 신호가 어떻게 전파되는지 알아봅니다. 작업: 최초의 라디오가 등장한 시기와 발명한 사람을 알아보세요. 레이더 및 전파 신호를 정의합니다. 전파 측정의 정확도를 결정하는 요소를 알아보십시오. 레이더 적용 분야를 고려하십시오. 신호 전파에 대한 결론을 내립니다. 가설: 레이더의 원리를 몰라도 항공교통을 관제할 수 있을까?

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그리고 어떻게 시작되었나요? 1888년 독일 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠는 전자기파의 존재를 실험적으로 증명했습니다. 실험에서 그는 전자기 복사 소스(진동자)와 이 복사에 반응하는 수신 요소(공진기)를 사용했습니다. 프랑스 발명가 E. Branly는 1890년에 반복했습니다. 무선 도체인 전자기파를 감지하기 위해 보다 안정적인 요소를 사용하는 Hertz의 실험. 영국 과학자 O. Lodge는 수신 요소를 개선하고 이를 coherer라고 불렀습니다. 그것은 철가루로 채워진 유리관이었다.

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다음 단계는 러시아 과학자이자 발명가인 Alexander Stepanovich Popov가 취했습니다. 응집기 외에도 그의 장치에는 튜브를 흔드는 망치가 달린 전기 종이 있었습니다. 이것은 정보를 전달하는 무선 신호(모스 부호)를 수신하는 것을 가능하게 했습니다. 사실 실용에 적합한 무선기기를 만드는 시대는 포포프 수신기와 함께 시작됐다. 포포프의 라디오 수신기. 1895년 복사. 폴리테크니컬 박물관. 모스크바. Popov의 라디오 수신기 다이어그램

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Alexander Stepanovich Popov는 1859년에 태어났습니다. Krasnoturinsk시의 Urals에서. 그는 초등학교 종교 학교에서 공부했습니다. 어린 시절 그는 장난감과 간단한 기술 장치를 만드는 것을 좋아했습니다. 일반 교육 수업을 졸업한 후 상트페테르부르크 대학교 물리학 및 수학 학부에 입학했습니다. 1882년에 성공적으로 졸업했습니다. University, A.S Popov는 Kronstadt의 광산 장교 반에 교사로 입학했습니다. 그는 자유 시간을 물리적 실험과 전자기 진동 연구에 할애합니다. 수많은 실험의 결과로 그는 최초의 무선 수신기를 발명했습니다. 1895년 5월 7일 Popov는 러시아 물리 화학 학회 회의에서 보고서를 작성했습니다. 라디오의 생일이었다. 1901년 Popov는 1905년에 St. Petersburg Electrotechnical Institute의 교수가 되었습니다. 그는 이 연구소의 이사로 선출되었습니다. 그는 학생들의 인구학적 권리를 위해 짜르 관리들과 싸워야 했습니다. 이것은 과학자의 힘을 약화시켰고 그는 1906년 1월 13일에 갑자기 사망했습니다.

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동의하다! 그 라디오는 무선 전화 및 무선 전신, 라디오 방송 및 텔레비전뿐만 아니라 A. S. Popov의 뛰어난 발명 덕분에 발생하고 성공적으로 발전하고 있는 레이더, 무선 제어 및 기타 많은 기술 분야입니다. 레이더란?

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레이더

레이더 - 전파를 사용하여 물체의 위치와 속도를 감지하고 정확하게 결정합니다. 전파 신호 - 전자기파의 형태로 전파되는 초고주파의 전기적 진동. 전파의 속도. 여기서 R은 표적까지의 거리입니다. 측정 정확도는 다음에 따라 달라집니다. 프로빙 신호의 모양 반사된 신호의 에너지 신호 유형 신호의 지속 시간

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우리 시대의 레이더 사용

농업 및 임업: 토양 유형, 온도, 화재 감지 결정. 지구 물리학 및 지리학: 토지 이용 구조, 운송 분포, 광물 매장지 탐색. 수문학: 수면 오염 연구. 해양학: 바다와 대양의 바닥 표면의 기복을 결정합니다. 군사 및 우주 연구: 비행 지원, 군사 표적 탐지.

개별 슬라이드의 프레젠테이션 설명:

슬라이드 1개

슬라이드 설명:

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슬라이드 설명:

레이더(라틴어 "radio" - 방사 및 "lokatio" - 위치에서) 레이더는 전파를 사용하여 물체의 위치를 감지하고 정밀하게 결정합니다.

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슬라이드 설명:

1922년 9월 미국에서 H. Taylor와 L. Young은 포토맥 강을 가로지르는 데카미터파(3-30MHz)에 대한 무선 통신 실험을 수행했습니다. 이때 한 척의 배가 강을 지나며 연결이 끊겼고, 이로 인해 전파를 사용하여 움직이는 물체를 감지하는 방법도 생각하게 되었습니다. 1930년 Young과 그의 동료 Hyland는 비행기에서 전파가 반사되는 것을 발견했습니다. 이러한 관찰이 있은 직후, 그들은 무선 에코를 사용하여 항공기를 탐지하는 방법을 개발했습니다. 1897 년 A. S. Popov 레이더 개발의 역사는 선박 간의 무선 통신에 대한 실험 중에 선박 측면에서 전파가 반사되는 현상을 발견했습니다. 라디오 송신기는 닻을 내린 유로파 수송선의 상부 교량에, 라디오 수신기는 순양함 아프리카에 설치되었습니다. 실험 중 Ilyin 중위가 함선 사이에 추락했을 때 함선이 동일한 직선을 벗어날 때까지 기기의 상호 작용이 중단되었습니다.

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스코틀랜드의 물리학자 로버트 왓슨-와트는 1935년 64km 거리에서 항공기를 탐지할 수 있는 레이더 시설을 최초로 구축했습니다. 이 시스템은 제2차 세계 대전 중 독일의 공습으로부터 영국을 보호하는 데 큰 역할을 했습니다. 소련에서는 항공기의 무선 탐지에 대한 첫 번째 실험이 1934년에 수행되었습니다. 첫 번째 레이더 스테이션의 산업 생산은 1939년에 시작되었습니다. (Yu.B. Kobzarev). 로버트 왓슨-와트(1892 - 1973) 레이더의 역사

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슬라이드 설명:

레이더는 다양한 물체의 전파가 반사되는 현상을 기반으로 합니다. 물체의 선형 치수가 전자기파의 길이를 초과하면 물체에서 눈에 띄는 반사가 발생할 수 있습니다. 따라서 레이더는 마이크로파 범위(108-1011Hz)에서 작동합니다. 뿐만 아니라 방출된 신호의 전력 ~ω4.

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레이더 안테나 레이더는 초점에 방사 쌍극자가 있는 포물선형 금속 거울 형태의 안테나를 사용합니다. 파동의 간섭으로 인해 지향성이 높은 방사선이 얻어집니다. 그것은 회전하고 경사각을 변경하여 전파를 다른 방향으로 보낼 수 있습니다. 동일한 안테나가 자동으로 펄스 주파수를 사용하여 송신기 또는 수신기에 교대로 연결됩니다.

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슬라이드 설명:

레이더의 작동 송신기는 교류 마이크로파의 짧은 펄스(펄스 지속 시간 10-6초, 그 사이의 간격은 1000배 더 깁니다)를 생성하며, 이 펄스는 안테나 스위치를 통해 안테나에 공급되어 방사됩니다. 방사 사이의 간격에서 안테나는 수신기의 입력에 연결하면서 물체에서 반사된 신호를 수신합니다. 수신기는 수신된 신호의 증폭 및 처리를 수행합니다. 가장 간단한 경우, 결과 신호는 안테나의 움직임과 동기화된 이미지를 표시하는 광선관(스크린)에 적용됩니다. 최신 레이더에는 안테나에서 수신한 신호를 처리하고 디지털 및 텍스트 정보의 형태로 화면에 표시하는 컴퓨터가 포함됩니다.

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슬라이드 설명:

S는 물체까지의 거리, t는 물체에 대한 무선 펄스의 전파 시간 물체까지의 거리 결정 목표물을 감지하는 동안 안테나의 방향을 알면 좌표가 결정됩니다. 시간이 지남에 따라 이러한 좌표를 변경하여 대상의 속도가 결정되고 궤적이 계산됩니다.

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슬라이드 설명:

레이더 정찰 깊이 목표물을 탐지할 수 있는 최소 거리(신호의 왕복 시간은 펄스 지속 시간보다 크거나 같아야 함) 목표물을 탐지할 수 있는 최대 거리(신호의 왕복 시간 펄스 반복 주기보다 길지 않아야 함) - 펄스 지속 시간 T-펄스 반복 주기

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슬라이드 설명:

공항 디스패처는 레이더 화면의 신호를 사용하여 항로를 따라 항공기의 움직임을 제어하고 조종사는 비행 고도와 지형 윤곽을 정확하게 파악하여 야간 및 악천후 조건에서 탐색할 수 있습니다. 레이더의 항공 응용

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슬라이드 설명:

주요 임무는 영공을 모니터링하고, 필요한 경우 목표물을 탐지 및 안내하여 방공 및 항공을 지시하는 것입니다. 레이더의 주요 응용 분야는 대공 방어입니다.

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슬라이드 설명:

순항 미사일(단일 발사 무인 항공기) 비행 중인 미사일의 제어는 완전히 자율적입니다. 항법 시스템의 작동 원리는 미사일이 위치한 특정 지역의 지형을 온보드 제어 시스템의 메모리에 이전에 저장된 비행 경로에 따른 지형의 참조 지도와 비교하는 것을 기반으로 합니다. 전파 고도계는 비행 고도를 정확하게 유지하여 지형 봉투 모드에서 미리 결정된 경로를 따라 비행을 제공합니다. 해상 - 20m 이하, 육지 - 50 ~ 150m(목표물에 접근할 때 - 20m로 감소) . 행군 구간에서 미사일의 비행 궤적 수정은 위성 항법 하위 시스템 및 지형 수정 하위 시스템의 데이터에 따라 수행됩니다.

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슬라이드 설명:

"스텔스" 기술은 항공기가 적의 위치를 찾을 가능성을 줄입니다. 항공기의 표면은 전파를 잘 흡수하는 재료로 만들어진 수천 개의 평평한 삼각형으로 조립됩니다. 그 위에 떨어지는 로케이터 빔은 흩어져 있습니다. 반사된 신호는 그것이 온 지점(적의 레이더 스테이션으로)으로 돌아오지 않습니다. 비행기는 보이지 않는다

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