Meranie fy z ik lnych veli n
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 22

Meranie fy z ik álnych veličín PowerPoint PPT Presentation


  • 64 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Meranie fy z ik álnych veličín. 1. Veľké vzdialenosti František Kundracik. Rozsah vzdialeností, ktoré sme schopní merať. Ultrazvukový senzor. Pravítko, pásový meter  Ultrazvukový senzor – dosah do niekoľkých metrov, vo vode kilometrov Meria sa doba príchodu odrazenej vlny

Download Presentation

Meranie fy z ik álnych veličín

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Meranie fy z ik lnych veli n

Meranie fyzikálnych veličín

1. Veľké vzdialenostiFrantišek Kundracik


Rozsah vzdialenost ktor sme schopn mera

Rozsah vzdialeností, ktoré sme schopní merať


Ultrazvukov senzor

Ultrazvukový senzor

  • Pravítko, pásový meter 

  • Ultrazvukový senzor – dosah do niekoľkých metrov, vo vode kilometrov

  • Meria sa doba príchodu odrazenej vlny

  • Dobré rozlíšenie aj menej než 0,1mm vo vzduchu

  • Rýchlosť cca 100 m/s, frekvencia cca 1 MHz, l = 0,1mm


Laserov mera vzdialenosti

Laserový merač vzdialenosti

  • Podobne ako ultrazvukový, ale vysiela sa svetelný impulz

  • Rýchlosť svetla je obrovská, treba merať veľmi krátke časy a generovať svetelné pulzy s veľmi krátkymi hranami

  • Pomerne bežná technológia – 1Gbit = rozlíšenie 0,15 m, dá sa dosiahnuť až cca 1 cm, napríklad aj opakovaním meraní

  • Interferometria – obrovské rozlíšenie, ale vhodné iba pre meranie zmien

  • Modulácia svetla – keďže je to periodický dej, dá sa vyhodnotiť až 1/100 čela impulzu


K tov odr a

Kútový odrážač


Odometer opisometer

Odometer, opisometer


Meranie fy z ik lnych veli n

GPS

Jeden z dvoch bodov má obvykle nezmyselnú polohu (ďaleko od povrchu Zeme) alebo nezmyselnú rýchlosť


Meranie fy z ik lnych veli n

GPS

  • Meria sa doba príchodu pseudonáhodného signálu

  • Pseudonáhodný signál identifikuje satelit a súčasne umožňuje v prijímači „zosilnenie signálu“ korelačným filtrom – netreba veľké parabolické antény


Meranie fy z ik lnych veli n

GPS

  • Na satelitoch sú atómové hodiny

  • V príjímači nie sú také presné hodiny, napriek pravidelnému prijímaniu údaju o čase nemajú potrebnú stabilitu

  • Čas sa koriguje tak, aby sa priesečníky aj od štvrtého satelitu stretli v jednom bode


Meranie fy z ik lnych veli n

GPS

  • Poloha satelitov sa monitoruje pomocou pevných staníc GPS a ich poloha a rýchlosť sa upresňuje radarom

  • Efemeridy (parametre pre výpočet polohy satelitu) sa posielajú satelitom a tie ich vysielajú spolu s pseudonáhodným kódom


Meranie fy z ik lnych veli n

GPS

  • Korekcie chýb:

  • Atmosféra:

    • Modelovaním atmosféry podľa aktuálneho stavu počasia

    • Vysielaním na dvoch frekvenciách

  • Odrazy:

    • Prijímač chytá „duchov“, možno odstrániť sofistikovaným spracovaním signálu


Diferenci lny gps

Diferenciálny GPS

  • Relatívna vzdialenosť s presnosťou až 1cm!!!


Radar

Radar

  • Klasický radar: Meranie času potrebného na návrat odrazenej vlny

  • Dopplerovský radar: Frekvencia vysielaného žiarenia sa moduluje (napríklad lineárne mení s časom). Rozdiel frekvencií medzi vysielaným a prijímaným signálom je úmerný vzdialenosti

  • Meranie zmeny frekvencie je omnoho presnejšie a citlivejšie

  • Meranie vzdialeností telies slnečnej sústavy s vysokou presnosťou, AU = 150 mil.km´, t.j. cca 1011 m


Radar1

Radar

  • Meranie rýchlosti: Dopplerov jav – odrazený signál má zmenenú frekvenciu, zmena je úmerná rýchlosti objektu


Radarov pseudofotografie

Radarové pseudofotografie

  • Na jednu os: zmena frekvencie

  • Na druhú os: časové oneskorenie

  • Získať skutočný tvar je zložité a vyžaduje numerické simulácie


Paralaxa

Paralaxa

  • Paralaxa Mesiaca – pri jeho pozorovaní z rôznych miest Zeme

  • Paralaxa Marsu – prvé odhady rozmerov Slnečnej sústavy

  • Paralaxa hviezd – pri pohybe Zeme po obežnej dráhe


Paralaxa1

Paralaxa

  • Paralaxa hviezd je veľmi malá, menej než jedna oblúková sekunda, vadí najmä chvenie atmosféry, nie sme schopní zo Zeme zmerať menej než 0,01 arcsec

  • Prvá paralaxa – 1838 Bessel, 61 Cygni

  • Proxima Centauri – 0,76’’

  • 1 parsec = vzdialenosť, z ktorej je paralaxa 1 oblúková sekunda, 1 parsec = 3,26 ly = cca 200000 AU = 3.1016 m

  • Paralaxy sme schopní merať zo Zeme do cca 300 ly

  • Hipparchos – 120000 hviezd do 1600 ly, paralaxa 0,001 arcsec


Herzsprungov russelov diagram

Herzsprungov-Russelov diagram

Počas bežného života hviezdy je známy vzťah medzi absolútmou jasnosťou a teplotou

Čím je hviezda hmotnejšia, tým viac energie v jadre spáli, tým viac energie vyžiari a tým je horúcejšia

Zo zdanlivej jasnosti vieme určiť vzdialenosť


Cepheidy

Cepheidy

  • Je to typ premenných hviezd v pokročilom štádiu vývoja

  • Možno ich nájsť aj v najbližších galaxiách a tak zmerať ich vzdialenosť (Hubble)

  • Závislosť nájdená pozorovaním cepheíd v Magalanovom mračne (všetky sú približne rovnako vzdialené)


Rot cia galaxi

Rotácia galaxií

  • Empirický vzťah medzi absolútnou jasnosťou galaxií a rýchlosťou ich rotácie

  • Rýchlosť rotácie sa prejavuje v dopplerovskom rozšírení spektrálnych čiar


Supernovy typu ia

Supernovy typu Ia

  • Binárne systémy s bielym trpaslíkom

  • Biely trpaslík naberá hmotu od suseda

  • Po dosiahnutí Chandrasekharovej medze skolabuje, začne horieť uhlík v jadre a hviezda exploduje

  • Všetky supernovy Ia sú vlastne identické, majú rovnaký priebeh jasnosti


Hubblov z kon

Hubblov zákon

  • Expanzia vesmíru – Dopplerovský červený posun.

  • Hubblova konštanta: 70(km/s)/Mpc


  • Login