16-ma'ruza

1. Elektromagnit spektr Elektromagnit to'lqinlar bilan tajriba o'tkazish Lawrence Livermore National Laboratory Distance Learning LLNL-PRES-818505

2. Elektromagnit to'lqinlar

3. Elektromagnit to'lqinlar bizning mavjudligimiz uchun juda muhimdir. Yerda ishlatiladigan energiyaning katta qismi Quyoshdan keladigan elektromagnit to'lqinlar orqali yetkazib beriladi. Odamlar ko'plab to'lqinlardan foydalanishni diapazonida tebranadigan elektromagnit to'lqinlar bizning aloqa tizimlarimiz va atrofimizdagi kichikdan juda kattagacha so'roq qilish uchun foydalanadigan asboblar uchun asos bo'lib xizmat qiladi. ishlar o'rgandilar. uchun elektromagnit Keng chastota murakkab tizimlarni juda

4. Elektromagnit to'lqinlar bilan tajriba Umumlashtiruvchi tushunchalar Ilovalar: Haqiqiy qilish Modul tizimlari Elektromagnit to'lqin energiyani massa o'tkazmasdan uzatishi mumkin Raqamli tasvir sensorlarini tekshirish Rang Raqamli displey texnologiyasi Reflektsiya va absorbsiya Elektromagnit to'lqinlar to'lqin va zarracha modellari tomonidan tavsiflangan xususiyatlarga ega: - Reflektsiya - Absorbtsiya - Sinishi - Polarizatsiya - Diffraktsiya - Fotoelektrik effekt Fotoelektrik effekt Tasvir sensori texnologiyasi Raqamli qurilmalarda rangni ifodalash Polarizatsiya Raqamli rangli fotosurat Qo'shimchalar bo'yicha rang berish Diffraktsiya Ko'zgu Yassi panelli raqamli displeylarni tekshirish Spektroskopiya spektroskopiyasi yordamida yurak urish tezligini o'lchash Mikroto'lqinli aloqa Elektromagnit to'lqinlar to'lqin uzunliklariga ega bo'lib, ular 25 dan ortiq kattalikdagi tartiblarni o'z ichiga oladi va bu noyob xususiyatlar va ilovalarga olib keladi Sinishi, linzalari va kattalashtirish Tarmoq tahlili Simsiz tarmoqlarni tahlil qilish Yorug'lik chiqaradigan diodlar Mikroto'lqinlarning xususiyatlari

5. Elektromagnit to'lqinlar bilan tajriba o'tkazish haqida umumiy ma'lumot Umumlashtiruvchi tushunchalar Tajribalar Tajribalar • 1-tajriba: Yorug`likning yutilishi va aks etishi • Tajriba 2: Raqamli qurilmalarda rangni ifodalash • Tajriba 3: Ko'rinadigan yorug'lik va rangni qo'shish orqali o'rganish • Tajriba 4: Rangli displeylarni o'rganish • Tajriba 5: Tasvir datchiklari va infraqizil nurni tekshirish • Tajriba 6: Yorug'likni yorug'lik manbasidan masofa funktsiyasi sifatida o'rganish • 7-tajriba: Yorug'likning qutblanishini o'rganish • Tajriba 8: Transmissiya difraksion panjara yordamida spektral xossalarni tekshirish • Tajriba 9: Barmog'ingizning yutilish xususiyatlarini o'rganing: fotopletismografiya yordamida yurak urishingizni o'lchang. • Tajriba 10: Simsiz tarmoqlar va mikroto'lqinlarning xususiyatlarini tahlil qilish • Elektromagnit to'lqin energiyani massa o'tkazmasdan uzatishi mumkin • Elektromagnit to'lqinlar to'lqin va zarracha modellari tomonidan tasvirlangan xususiyatlarga ega • - Reflektsiya • - absorbsiya • - Refraktsiya • - Polarizatsiya • Diffraktsiya • Fotoelektrik effekt • Elektromagnit to'lqinlar to'lqin uzunligi 25 dan ortiq kattalikka ega

6. Kirish Elektromagnit to'lqinlar Biz o'z dunyomizni va undan tashqarini qanday his qilamiz.

7. Kaliforniyadagi Monterey Bay akvariumidagi jonli videoni tomosha qilish uchun havoladan foydalaning. Jelly baliqlarini kuzatish imkonini beruvchi elektromagnit to'lqinlarni o'z ichiga olgan bir qator jarayonlarni tavsiflang. Jelly | Live cam | Monterey Bay Aquarium

8. Talabalar ob'ektni uzoq joyda kuzatish bilan bog'liq barcha jarayonlar haqida o'ylashni boshlashlari mumkin. Biz ushbu bo'limda ushbu jarayonlarning ko'pini o'rganamiz. Talaba quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin: Ultraviyole, ko'rinadigan va infraqizil nurlar jele baliq va uning atrofidagi muhitni yoritadi. (Albatta, yorug'lik manbasini yorug'lik chiqarishi uchun elektromagnit to'lqinlar bilan bog'liq ko'plab jarayonlar mavjud edi, ammo biz bu qismni o'tkazib yuboramiz.) Yorituvchi yorug'lik so'rilishi, aks ettirilishi yoki so'rilishi va qayta tarqalishi mumkin. Keyin aks ettirilgan yoki qayta chiqarilgan yorug'lik signalni elektron raqamli axborot formatiga aylantiradigan raqamli tasvir sensori tomonidan ushlanadi. Ushbu raqamli ma'lumot, ehtimol, mikroto'lqinli to'lqin uzunliklarida (Wi-Fi) ma'lumot yana elektr raqamli formatga aylantiriladigan joyga uzatiladi. Keyinchalik, bu raqamli ma'lumot infraqizil nurga aylantiriladi va optik tolalar orqali ma'lumot so'ralgan joyga yaqin bo'lgan yangi joyga uzatiladi (bu juda uzoq masofalarda bo'lishi mumkin va infraqizil nurlar orqali takroriy aniqlash va qayta uzatishni talab qilishi mumkin - "takrorlagichlar").

9. Ushbu yangi joyda, infraqizil yorug'lik mahalliy uyali minoradan telefoningizga uzatiladigan mikroto'lqinli chastotalarga qaytarilgunga qadar elektron raqamli formatga o'zgartiriladi. Telefoningiz ushbu ma'lumotni displeyingizdagi kichik lazerli diodlarni yoqish va o'chirish uchun ishlatiladigan raqamli signalga aylantiradi. Keyin displeydagi yorug'lik sizning ko'zingizga uzatiladi, u erda hujayralar ma'lum chastotalarni tanlab oladi. Ko'rinadigan yorug'likning millionlab hujayralar tomonidan yutilishi keyinchalik miyangiz tan oladigan elektr signallariga aylanadi. Bu talabalar tomonidan bir qator takliflar va savollarni talab qiladigan suhbat bo'lishi mumkin. Mening tushuntirishim ham soddalashtirilgan va men o'tkazib yuborgan boshqa qadamlar ham bor. Maqsad talabalarga vizual ma'lumotni olish, uzatish va qabul qilishning murakkabligini va jarayonda ishtirok etadigan turli xil elektromagnit to'lqinlarning ahamiyatini tushunishga yordam berishdir. Bu raqamli ma'lumot, ehtimol, infraqizil nurga aylantiriladi va optik tolalar orqali ma'lumot so'raladigan joyga yaqin joylashgan yangi joyga uzatiladi (bu juda uzoq masofalarda bo'lishi mumkin va yorug'likni aniqlash va qayta uzatishni talab qilishi mumkin).

10. Ushbu telefoningizga uzatiladigan mikroto'lqinli chastotalarga qaytarilgunga qadar elektron raqamli formatga o'zgartiriladi. Telefoningiz ushbu ma'lumotni displeyingizdagi kichik lazerli diodlarni yoqish va o'chirish uchun ishlatiladigan raqamli signalga aylantiradi. Keyin displeydagi yorug'lik sizning ko'zingizga uzatiladi, u erda hujayralar ma'lum chastotalarni tanlab oladi. Ko'rinadigan yorug'likning millionlab hujayralar tomonidan yutilishi keyinchalik miyangiz tan oladigan elektr signallariga aylanadi. Bu talabalar tomonidan bir qator takliflar va savollarni talab qiladigan suhbat bo'lishi mumkin. Mening tushuntirishim ham soddalashtirilgan va men o'tkazib yuborgan boshqa qadamlar ham bor. vizual ma'lumotni olish, uzatish va qabul qilishning murakkabligini va bu jarayonda ishtirok etadigan turli xil elektromagnit to'lqinlarning ahamiyatini tushunishga yordam berishdir. yangi joyda, infraqizil yorug'lik mahalliy uyali minoradan Maqsad talabalarga

11. Elektromagnet Spektr

12. Radio astronomiya Avstraliya radio teleskopi massivi W50 “Manatee” Nebula

13. Radioastronomlarni ko'proq 3 kilogerts dan 900 gigagertsgacha bo'lgan chastota diapazonida chiqaradigan ob'ektlar qiziqtiradi. millimetrgacha bo'lgan to'lqin uzunliklariga to'g'ri keladi. Chapdagi rasm Pol Wild observatoriyasidagi Avstraliya teleskopi ixcham massivi (ATCA) ga tegishli. Bu radio astronomiya uchun ishlatiladigan oltita 22 m antennalar majmuasidir. O'ngdagi rasm Manatee tumanligi. Ushbu tasvir radio va ko'rinadigan elektromagnit to'lqinlarning kombinatsiyasi yordamida yaratilgan - radio to'lqin tasviri inson ko'zi bilan vizualizatsiya qilish uchun ko'rinadigan tasvirga aylantirildi. Radioastronomiya - radiochastotalarda osmon jismlarini o'rganadigan astronomiyaning kichik sohasi. Astronomik ob'ektdan radioto'lqinlarning birinchi aniqlanishi 1932 yilda, Bell telefon laboratoriyasida Karl Yanskiy Somon yo'lidan kelayotgan nurlanishni kuzatganida edi. Keyingi kuzatishlar radio emissiyasining bir qancha turli manbalarini aniqladi. Bularga yulduzlar va galaktikalar, shuningdek, radiogalaktikalar, kvazarlar, pulsarlar va maserlar kabi mutlaqo yangi ob'ektlar sinflari kiradi. Katta portlash nazariyasi uchun dalil sifatida qabul qilingan kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishining kashfiyoti radio astronomiya orqali amalga oshirildi. Radioastronomlar radioteleskoplar antennalardan foydalanadilar, ular birma-bir ishlatiladi yoki radio interferometriya va diafragma sintezi usullarini qo'llaydigan Interferometriyadan foydalanish radioastronomiyaga yuqori burchak aniqligiga erishish imkonini beradi, chunki interferometrning ajralish kuchi uning tarkibiy qismlarining o'lchamiga emas, balki uning qismlari orasidagi masofaga qarab belgilanadi. Bu uzunligi 100 kilometrdan bir deb ataladigan katta radio ko'p bog'langan teleskoplar bilan.

14. Radio to’lqinlar

15. RADAR - Radioni aniqlash va masofani aniqlash Radar jismlarning masofasini, harakat burchagini va tezligini aniqlash uchun ishlatiladi. Uzoq masofadagi ob'ektlarni aniqlash uchun radio to'lqinlaridan foydalanish Ikkinchi Jahon urushi paytida juda katta muvaffaqiyatga erishdi va ogohlantirishda muhim rol o'ynadi. Bugungi kunda keng tarqalgan foydalanish ob-havo tizimlarini kuzatish bo'lib, u ko'pchilik odamlar uchun kundalik tadbirlarni rejalashtirishda ajralmas vositaga aylandi. Chastotalar dasturga qarab 3 MGts dan 100 GGts gacha o'zgaradi. kelayotgan bombardimonchilarni

16. Radio to’lqinlar Magnit-rezonans tomografiya - MRI

17. Magnit-rezonans tomografiya - bu radiologiyada tananing anatomiyasi va fiziologik jarayonlarini tasvirlash uchun ishlatiladigan tibbiy tasvirlash usuli. MRI skanerlari tanadagi organlarning tasvirlarini yaratish maydonlar, magnit maydon gradientlari va radio to'lqinlaridan foydalanadi. Batafsilroq tavsif: Yadro magnit aks sadosi (YMR) - kuchli doimiy magnit maydondagi yadrolar zaif tebranuvchi magnit maydon (yaqin maydonda) tomonidan bezovtalanadigan va yadrodagi magnit maydonning chastotali xarakteristikasi bo'lgan elektromagnit signal ishlab chiqarish orqali javob beradigan jismoniy hodisa. Bu jarayon rezonans yaqinida sodir bo'ladi, tebranish chastotasi yadrolarning ichki chastotasiga to'g'ri keladi, bu statik magnit maydonning kuchiga, kimyoviy muhitga va ishtirok etayotgan izotopning magnit xususiyatlariga bog'liq; taxminan statik magnit maydonlari bilan amaliy ilovalarda. 20 tesla, chastotasi VHF va UHF televizion eshittirishlariga o'xshaydi (60–1000 MGts). NMR ma'lum atom yadrolarining o'ziga xos magnit xususiyatlaridan kelib chiqadi. Yadro magnit- rezonans spektroskopiyasi eritmadagi organik molekulalarning tuzilishini aniqlash va molekulyar fizika va kristallarni, shuningdek, kristal bo'lmagan materiallarni o'rganish uchun keng qo'llaniladi. NMR, shuningdek, magnit-rezonans tomografiya (MRI) kabi ilg'or tibbiy ko'rish usullarida muntazam ravishda qo'llaniladi. uchun kuchli magnit

18. Mikroto’lqinlar

19. Mikroto’lqinlar Mikroto'lqinlar sun'iy yo'ldosh televideniesi va GPS kabi sun'iy yo'ldoshga asoslangan navigatsiya tizimlari kabi turli xil ilovalar uchun sun'iy yo'ldoshlarga yuborish va yuborish uchun ishlatiladi. ma'lumot

20. Simsiz jamiyatda Odamlar foydalanadigan standart yordamida ma'lumotlarga qoldilar 2,4 gigagertsli gigagertsli). aloqa keng mikroto'lqinlardan "Wi-Fi" aloqa protokollari uzatiladigan qaram (umumiy zamonaviy tarqalgan. kabi bo'lib chastotalar va 5,0 Mikroto’lqinlar

21. Bluetooth 2,4 gigagertsli chastotada ishlaydigan boshqa simsiz protokoldir. Mikroto’lqinlar AirDrop

22. Infraqizil astronomiya James Web Teleskopi Yaratilish ustunlari

23. Jeyms Uebb kosmik teleskopi (JWST) hozirgi vaqtda infraqizil astronomiya bilan shug'ullanadigan kosmik teleskopdir. Kosmosdagi eng katta optik teleskop sifatida u yuqori aniqlikdagi va yuqori sezgir asboblar bilan jihozlangan bo'lib, unga Hubble teleskopi uchun juda eski, uzoq yoki zaif ob'ektlarni ko'rish imkonini beradi. Bu astronomiya va kosmologiyaning ko'plab sohalarida, masalan, birinchi yulduzlarni kuzatish, birinchi galaktikalarning shakllanishi va potentsial yashashi mumkin bo'lgan ekzosayyoralarning o'rganish imkonini beradi. batafsil atmosfera tavsifini

24. Infraqizil yorug'lik - video tasvirlash Ushbu video uy ichidagi termal miltiqning o'qlari olingan. It fondan ancha issiqroq va oq rangga o'xshaydi. It gilam bilan qoplangan xonadan koridorga yurdi. It yurganida termal panja izlarini chiqaradi. tashqari, uning og'zi ostida sovuqroq joylarni ifodalovchi dog'larni kuzatishingiz mumkin. Bu qorong'u dog'lar bug'lanib, sovib ketadigan mayda tushuntirish mumkin. yordamida taxta polli Bundan quyuq qora tomchilarni

25. Ko'rinadigan yorug'likning soyalari. Ko'rinadigan yorug'lik natijasida hosil bo'lgan soyalarni ko'rganimizda, biz elektromagnit to'lqinlarning asosiy xususiyatlaridan birini, ya'ni ular to'g'ri chiziqlar bo'ylab harakatlanishini kuzatamiz. (Hech bo'lmaganda bizning umumiy kuzatishlarimizning aksariyati uchun.)

26. Quyoshdan elektromagnit ovqat, moddalar va biz foydalanadigan boshqa mahsulotlar uchun asos bo'lgan fotosintetik jarayonlarni boshqaradi. Yutish jarayonlari elektron o'tishlar bilan bog'liq (ya'ni, elektronni bir molekulyar orbitaldan boshqasiga o'tkazish). keladigan oziq- kimyoviy to'lqinlar materiallar, Ko'rinadigan yorug'lik

27. Ko'rinadigan yorug'lik Quyosh Yer uchun asosiy energiya manbai hisoblanadi. Bu bizning atmosferamizni isitadi, o'simliklardagi fotosintez uchun energiya bilan ta'minlaydi va biz elektromagnit to'lqinlarni elektr energiyasiga aylantirishni o'rgandik, shaharlarimiz va qishloqlarimizda foydalanish uchun tarqatish mumkin. Olimlar va muhandislar quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun quyosh batareyalarining xususiyatlarini davom etmoqdalar. tomonidan so'rilgan yorug'likning katta qismi ko'rinadigan spektral mintaqada. Quyoshdan keladigan uni saqlash va yaxshilashda xujayralari Quyosh

28. Materialshunoslik va mikrofabrikasion texnologiyalarning muhandislarga hozirda ravishda axborotni foydalaniladigan displeylarni loyihalash imkonini berdi. qurilmalar ko'pgina displeylarda yorug'likni ishlab chiqarish uchun turli yarim (noorganik va o'tishlardan foydalanadi. rivojlanishi muntazam uzatish keng va Mikrofabrikali zamonaviy uchun ko'lamli qurish o'tkazgichlarda organik) elektron Ko'rinadigan yorug'lik