1 / 22

Meranie fy z ik álnych veličín

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

ima
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. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Meranie fyzikálnych veličín 1. Veľké vzdialenostiFrantišek Kundracik

  2. Rozsah vzdialeností, ktoré sme schopní merať

  3. 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

  4. 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

  5. Kútový odrážač

  6. Odometer, opisometer

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

  8. GPS • Meria sa doba príchodu pseudonáhodného signálu • Pseudonáhodný signál identifikuje satelit a súčasne umožňuje v prijímači „zosilnenie signálu“ korelačným filtrom – netreba veľké parabolické antény

  9. 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

  10. 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

  11. GPS • Korekcie chýb: • Atmosféra: • Modelovaním atmosféry podľa aktuálneho stavu počasia • Vysielaním na dvoch frekvenciách • Odrazy: • Prijímač chytá „duchov“, možno odstrániť sofistikovaným spracovaním signálu

  12. Diferenciálny GPS • Relatívna vzdialenosť s presnosťou až 1cm!!!

  13. 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

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

  15. Radarové pseudofotografie • Na jednu os: zmena frekvencie • Na druhú os: časové oneskorenie • Získať skutočný tvar je zložité a vyžaduje numerické simulácie

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. 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)

  20. Rotácia galaxií • Empirický vzťah medzi absolútnou jasnosťou galaxií a rýchlosťou ich rotácie • Rýchlosť rotácie sa prejavuje v dopplerovskom rozšírení spektrálnych čiar

  21. 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

  22. Hubblov zákon • Expanzia vesmíru – Dopplerovský červený posun. • Hubblova konštanta: 70(km/s)/Mpc

More Related