روش اندازه گیری فرکانس تشدید

روش مقایسه فرکانس؛

روش شمارش گسسته بر اساس شمارش پالس های فرکانس مورد نیاز برای یک دوره زمانی خاص است. اغلب توسط فرکانس‌سنج‌های دیجیتال استفاده می‌شود و به لطف همین روش ساده است که می‌توان داده‌های نسبتاً دقیقی به دست آورد.

می توانید در مورد فرکانس جریان متناوب از ویدیو بیشتر بدانید:

روش شارژ بیش از حد خازن نیز شامل محاسبات پیچیده نیست. در این مورد، مقدار متوسط ​​جریان شارژ به طور متناسب با فرکانس مرتبط است و با استفاده از آمپرمتر مغناطیسی اندازه گیری می شود. مقیاس دستگاه، در این مورد، بر حسب هرتز درجه بندی می شود.

خطای چنین فرکانس مترهایی در 2٪ است و بنابراین چنین اندازه گیری هایی برای مصارف خانگی کاملاً مناسب هستند.

روش اندازه گیری بر اساس تشدید الکتریکی ناشی از یک مدار با عناصر قابل تنظیم است. فرکانس اندازه گیری شده توسط مقیاس خاصی از خود مکانیسم تنظیم تعیین می شود.

این روش خطای بسیار کمی می دهد، اما فقط برای فرکانس های بالای 50 کیلوهرتز کاربرد دارد.

روش مقایسه فرکانس در اسیلوسکوپ ها استفاده می شود و مبتنی بر اختلاط فرکانس مرجع با فرکانس اندازه گیری شده است. در این مورد، ضربان با فرکانس مشخص رخ می دهد. هنگامی که این ضربان به صفر می رسد، آنگاه یک اندازه گیری شده با یک مرجع برابر می شود. علاوه بر این، با توجه به شکل به دست آمده در صفحه، با استفاده از فرمول ها، می توانید فرکانس مورد نظر جریان الکتریکی را محاسبه کنید.

یک ویدیوی جالب دیگر در مورد فرکانس AC:

مخفف "Hz" برای تعیین آن در زبان انگلیسی پذیرفته شده است، علامت Hz برای این منظور استفاده می شود. در عین حال، طبق قوانین سیستم SI، اگر از نام اختصاری این واحد استفاده شود، با و اگر نام کامل در متن استفاده شود، با حروف کوچک استفاده می شود.

منشاء اصطلاح

واحد اندازه گیری فرکانس، که در سیستم مدرن SI پذیرفته شده است، نام خود را در سال 1930 دریافت کرد، زمانی که تصمیم مربوطه توسط کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی اتخاذ شد. این با تمایل به تداوم خاطره دانشمند مشهور آلمانی، هاینریش هرتز، که سهم زیادی در توسعه این علم، به ویژه، در زمینه تحقیقات الکترودینامیک داشت، همراه بود.

معنی اصطلاح

هرتز برای اندازه گیری از هر نوعی استفاده می شود، بنابراین دامنه استفاده از آن بسیار گسترده است. بنابراین، به عنوان مثال، در تعداد هرتز، مرسوم است که فرکانس های صوت، ضربان قلب انسان، نوسانات میدان الکترومغناطیسی و سایر حرکاتی که در فرکانس خاصی تکرار می شوند، اندازه گیری شوند. بنابراین، برای مثال، فرکانس ضربان قلب یک فرد در حالت آرام حدود 1 هرتز است.

به این معنا که یک واحد در این بعد به عنوان تعداد ارتعاشات ایجاد شده توسط جسم مورد تجزیه و تحلیل در طول یک ثانیه تفسیر می شود. در این مورد، کارشناسان می گویند که فرکانس نوسان 1 هرتز است. بر این اساس، ارتعاشات بیشتر در هر ثانیه با تعداد بیشتری از این واحدها مطابقت دارد. بنابراین، از دیدگاه رسمی، مقداری که به عنوان هرتز نشان داده می شود، متقابل دوم است.

مقادیر قابل توجه فرکانس معمولاً زیاد نامیده می شوند، مقادیر ناچیز - کم. نمونه‌هایی از فرکانس‌های بالا و پایین، ارتعاشات صوتی با شدت‌های متفاوت هستند. بنابراین برای مثال فرکانس هایی در محدوده 16 تا 70 هرتز به اصطلاح صداهای بم یعنی صداهای بسیار کم را تشکیل می دهند و فرکانس هایی در محدوده 0 تا 16 هرتز کاملاً برای گوش انسان قابل تشخیص نیستند. بالاترین صداهایی که فرد قادر به شنیدن آنهاست بین 10 تا 20 هزار هرتز است و صداهایی با فرکانس بالاتر به عنوان اولتراسوند طبقه بندی می شوند، یعنی آنهایی که فرد قادر به شنیدن آنها نیست.

برای تعیین مقادیر زیاد فرکانس ها، پیشوندهای ویژه ای به نام "هرتز" اضافه می شود که برای راحت تر کردن استفاده از این واحد طراحی شده است. علاوه بر این، چنین پیشوندهایی برای سیستم SI استاندارد هستند، یعنی با مقادیر فیزیکی دیگر نیز استفاده می شوند. بنابراین، هزار هرتز را "کیلوهرتز"، یک میلیون هرتز - "مگاهرتز"، یک میلیارد هرتز - "گیگاهرتز" نامیده می شود.

مبدل طول و فاصله مبدل جرم حجم غذا و حجم غذا مبدل منطقه دستور پخت غذا مبدل حجم و واحد مبدل دما مبدل فشار، تنش، مدول یانگ مبدل انرژی و مبدل کار مبدل نیرو مبدل نیرو مبدل زمان مبدل بازده خطی مبدل سرعت و راندمان خطی مبدل سیستم‌های تبدیل اطلاعات سیستم‌های اندازه‌گیری نرخ ارز اندازه‌های لباس و کفش زنانه اندازه‌های لباس و کفش مردانه اندازه‌های سرعت زاویه‌ای و نرخ چرخش مبدل شتاب مبدل شتاب زاویه‌ای مبدل تراکم مبدل حجم ویژه تبدیل‌کننده حجم معین ) مبدل تراکم انرژی و ارزش حرارتی سوخت (حجم) مبدل مبدل دمای تفاضلی مبدل ضریب ضریب انبساط حرارتی مبدل مقاومت حرارتی مبدل هدایت حرارتی مبدل ظرفیت حرارتی ویژه مبدل توان قرار گرفتن در معرض حرارت و تابش مبدل تراکم شار حرارتی مبدل ضریب انتقال حرارت مبدل سرعت جریان حجمی مبدل سرعت جریان جرمی مبدل نرخ جریان مولی مبدل تراکم شار جرمی مبدل غلظت مولی مبدل غلظت جرم در محلول مطلق) ویسکوزیته مبدل ویسکوزیته سینماتیک مبدل تنش سطحی مبدل نفوذپذیری بخار مبدل نفوذپذیری بخار و مبدل نرخ انتقال بخار مبدل سطح صدا مبدل حساسیت میکروفون مبدل سطح فشار صدا (SPL) مبدل سطح فشار صدا با فشار مرجع قابل انتخاب مبدل روشنایی مبدل شدت نور مبدل شدت نور به مبدل شدت نور به مبدل شدت نور نمودار مبدل کامپیوتر مبدل فرکانس و طول موج توان نوری به دیوپتر x و فاصله کانونی توان نوری در دیوپترها و بزرگنمایی عدسی (×) مبدل شارژ الکتریکی مبدل چگالی شارژ خطی مبدل چگالی شارژ سطحی مبدل چگالی شارژ فله مبدل چگالی جریان خطی جریان الکتریکی مبدل چگالی جریان سطحی مبدل قدرت میدان الکتریکی مبدل قدرت میدان الکتریکی مبدل الکتریکی پتانسیل و ولتاژ الکتریکی Converterlec مبدل مقاومت الکتریکی مبدل رسانایی الکتریکی مبدل رسانایی الکتریکی مبدل ظرفیت الکتریکی مبدل القایی ظرفیت الکتریکی مبدل سطوح مبدل سیم سنج آمریکایی بر حسب dBm (dBm یا dBmW)، dBV (dBV)، وات و غیره. واحد مبدل نیروی حرکت مغناطیسی مبدل قدرت میدان مغناطیسی مبدل شار مغناطیسی مبدل القایی مغناطیسی تابش. رادیواکتیویته مبدل نرخ دوز جذب شده پرتوهای یونیزه. واپاشی رادیواکتیو مبدل تشعشع. تابش مبدل دوز نوردهی. مبدل دز جذبی مبدل پیشوند اعشاری مبدل انتقال داده تایپوگرافی و واحد پردازش تصویر مبدل واحد حجم چوب مبدل واحد حجم محاسبه جرم مولی جدول تناوبی عناصر شیمیایی D. I. Mendeleev

1 هرتز [هرتز] = 0.001 کیلوهرتز [کیلوهرتز]

مقدار اولیه

ارزش تبدیل شده

هرتز exahertz petahertz تراهرتز گیگاهرتز مگاهرتز کیلوهرتز hectohertz decahertz decigertz santigertz millihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz سیکل در طول موج دوم در exameters طول موج در petameters طول موج در terameters در megameters طول موج طول موج در کیلومتر در decameters در متر طول موج در دسی متر طول موج در سانتی متر طول موج بر حسب میلی متر طول موج طول موج بر حسب میکرومتر طول موج کامپتون یک الکترون طول موج کامپتون یک پروتون طول موج کامپتون یک نوترون دور در ثانیه دور در دقیقه دور در ساعت دور در روز

مقاله برگزیده

اطلاعات بیشتر در مورد طیف

اطلاعات کلی

از نقطه نظر توانایی ذاتی برای درک اطلاعات از محیط، یک فرد موجودی نسبتاً بدبخت است. حس بویایی ما را نمی توان با غریزه پستانداران کوچکتر ما مقایسه کرد - برای مثال خرس های قطبی می توانند غذا را یک مایل دورتر بو کنند و برخی از نژادهای سگ می توانند ردی از چهار روز پیش را طی کنند. سمعک‌های ما برای دریافت کل باند ارتعاش‌های صوتی سازگار نیستند - ما نمی‌توانیم مستقیماً مکالمات فیل‌ها را با استفاده از امواج فراصوت بشنویم، و در محدوده اولتراسونیک، نه مکالمه دلفین‌ها و نه سیگنال‌های پژواک موقعیت خفاش‌ها در دسترس ما نیست.

و برای بشر اصلاً مهم نیست که اشیا با درک تابش الکترومغناطیسی چگونه هستند - ما مستقیماً فقط بخش کوچکی از آنها را احساس می کنیم که آن را نور مرئی می نامیم. در سیر تکامل، انسان، مانند بسیاری از پستانداران دیگر، توانایی گرفتن دنباله مادون قرمز شکار را مانند مارها از دست داده است. یا نور فرابنفش مانند حشرات، پرندگان، ماهی ها و برخی از پستانداران را ببینید.

اگرچه گوش انسان می تواند فشار صدا را در محدوده وسیعی از 2 * 10-5 Pa (آستانه شنوایی) تا 20 Pa (آستانه درد) حس کند، اما ما صداها را از نظر بلندی نسبتاً ضعیف تشخیص می دهیم (بیهوده نیست که مقیاس قدرت ارتعاش آکوستیک لگاریتمی است!). اما طبیعت به ما توانایی تعیین دقیق تفاوت در فرکانس سیگنال های صوتی ورودی را داده است که به نوبه خود نقش تعیین کننده ای در شکل گیری انسان به عنوان ارباب سیاره داشت. این به توسعه گفتار و استفاده از آن برای برنامه ریزی و سازماندهی شکار گله، محافظت در برابر دشمنان طبیعی یا گروه های متخاصم مردم اشاره دارد.

اجداد ما با تخصیص ترکیبی پایدار از صداها که توسط دستگاه توسعه یافته تارهای صوتی بیان می شوند، به مفاهیم خاصی تمایلات و افکار خود را به اطرافیان خود منتقل می کردند. با تجزیه و تحلیل گفتار دیگران با گوش، آنها نیز به نوبه خود خواسته ها و افکار دیگران را درک کردند. با هماهنگی تلاش‌های اعضای خود در زمان و مکان، گله انسان‌های بدوی به یک جامعه انسانی و حتی به یک ابر شکارچی تبدیل شد که بزرگترین حیوان خشکی - ماموت را شکار می‌کرد.

گفتار توسعه‌یافته نه تنها برای برقراری ارتباط بین گروهی از مردم، بلکه برای ارتباط بین گونه‌ای با حیوانات اهلی استفاده شد - به عنوان مثال، طبق تحقیقات دانشمندان دانشگاه بریتیش کلمبیا، کولی مرزی قادر است بیش از 30 فرمان را به خاطر بسپارد. تقریباً اولین بار آنها را با دقت اجرا کنید. تقریباً همه حیوانات گروهی، صرف نظر از طبقه و زیستگاه، چنین سیستم های سیگنال دهی را در شکل جنینی خود دارند. به عنوان مثال، پرندگان (کوروید) و پستانداران: گرگ ها، کفتارها، سگ ها و دلفین ها، بدون احتساب همه انواع میمون ها که سبک زندگی مشترکی دارند. اما فقط یک شخص از گفتار به عنوان وسیله ای برای انتقال اطلاعات به نسل بعدی افراد استفاده می کرد که به انباشت دانش در مورد دنیای اطراف او کمک می کرد.

یک رویداد دورانی در شکل گیری بشریت به شکل مدرن آن، اختراع نوشتن بود - هیروگلیف در چین باستان و مصر باستان، خط میخی در بین النهرین (بین النهرین) و به معنای واقعی کلمه در فنیقیه باستان. مردمان اروپایی هنوز از دومی استفاده می کنند ، اگرچه با عبور متوالی از یونان و روم باستان ، خطوط کلی حروف فنیقی - نمادهای عجیب و غریب صداها - تا حدودی تغییر کرده است.

یکی دیگر از رویدادهای مهم در تاریخ بشر اختراع چاپ بود. این امر به دایره وسیعی از مردم اجازه داد تا به دانش علمی بپیوندند که قبلاً فقط در دسترس حلقه محدودی از زاهدان و متفکران بود. این امر طولی نکشید که بر میزان پیشرفت علمی و فناوری تأثیر گذاشت.

اکتشافات و اختراعات انجام شده در چهار قرن گذشته به معنای واقعی کلمه زندگی ما را زیر و رو کرده است و پایه های فناوری های مدرن برای انتقال و پردازش سیگنال های آنالوگ و دیجیتال را بنا نهاده است. این امر تا حد زیادی با توسعه تفکر ریاضی تسهیل شد - بخش های توسعه یافته تجزیه و تحلیل ریاضی، تئوری میدان و موارد دیگر ابزار قدرتمندی برای پیش بینی ها، تحقیقات و محاسبات دستگاه های فنی و تاسیسات برای آزمایش های فیزیکی در اختیار دانشمندان و مهندسان قرار گرفت. تجزیه و تحلیل طیفی سیگنال ها و کمیت های فیزیکی به یکی از این ابزارها تبدیل شده است.

طیف صدای ویولن، نت G اکتاو دوم (G5); این طیف به وضوح نشان می دهد که صدای ویولن از فرکانس اساسی حدود 784 هرتز و یک سری اهنگ ها تشکیل شده است که با افزایش فرکانس دامنه کاهش می یابد. اگر اهنگ ها قطع شوند و فقط صدای فرکانس اصلی باقی بماند، صدای ویولن به صدای یک چنگال تنظیم یا یک مولد فرکانس سینوسی تبدیل می شود.

کشف امکان انتقال طیف نوسانات صوتی به ناحیه فرکانس های بالاتر نوسانات الکترومغناطیسی (مدولاسیون) و تبدیل معکوس آن (دمودولاسیون) انگیزه قدرتمندی به ایجاد و توسعه صنایع جدید داد: فناوری ارتباطات (از جمله ارتباطات سیار). ، پخش رادیویی تجاری و کاربردی و تلویزیون.

کاملاً طبیعی است که ارتش نمی تواند چنین فرصت عالی را برای ارتقای توان دفاعی کشورهای خود از دست بدهد. روش های جدید کشف اهداف هوایی و دریایی مدت ها قبل از نزدیک شدن آنها بر اساس رادار ظاهر شده است. کنترل نیروهای زمینی، نیروی هوایی و نیروی دریایی توسط رادیو، کارایی عملیات رزمی را در کل افزایش داده است. امروزه تصور ارتش مدرنی که مجهز به تاسیسات راداری (رادار)، ارتباطات، رادیو و شناسایی الکترونیکی و جنگ الکترونیک (EW) نباشد، دشوار است.

مرجع تاریخ

از لحاظ تاریخی، مفهوم طیف توسط فیزیکدان برجسته انگلیسی سر آیزاک نیوتن در جریان آزمایشات مربوط به تجزیه نور سفید به اجزاء با استفاده از یک منشور نوری مثلثی معرفی شد. نتایج آزمایش ها در اثر بنیادی "اپتیک" که در سال 1704 منتشر شد به او ارائه شد. اگرچه مدت‌ها قبل از اینکه نیوتن اصطلاح «طیف» را وارد کاربرد علمی کند، بشر تجلی آن را در قالب رنگین کمان آشنا می‌دانست.

بعدها، با توسعه نظریه الکترومغناطیس، این مفهوم به کل محدوده تابش الکترومغناطیسی گسترش یافت. علاوه بر مفهوم طیف ارتعاشات، که در آن پارامتر فرکانس است، و به طور گسترده در مهندسی رادیو و آکوستیک استفاده می شود، در فیزیک مفهوم طیف انرژی (به عنوان مثال، ذرات بنیادی) وجود دارد، که در آن پارامتر انرژی این ذرات در جریان واکنش های هسته ای یا به روشی دیگر به دست می آید.

نمونه دیگری از طیف انرژی توزیع حالات (انرژی جنبشی) مولکول های گاز برای شرایط مختلف است که به آن ها آمار یا توزیع ماکسول-بولتزمن، بوز-اینشتین یا فرمی دیراک گفته می شود.

فیزیکدان آلمانی گوستاو روبرت کیرشهوف و شیمیدان رابرت ویلهلم بونسن در مطالعه طیف شعله های رنگارنگ با بخار نمک های فلزی پیشگام بودند. آنالیز طیفی ثابت کرده است که ابزار قدرتمندی برای مطالعه ماهیت و فیزیک پدیده های نوری مرتبط با جذب و گسیل نور است. در سال 1814، فیزیکدان آلمانی جوزف فرانهوفر بیش از 500 خط تاریک در طیف نور خورشید را کشف و توصیف کرد، اما نتوانست ماهیت وقوع آنها را توضیح دهد. این خطوط جذب اکنون خطوط فراونهوفر نامیده می شوند.

در سال 1859، Kirchhoff مقاله ای با عنوان "درباره خطوط Fraunhofer" منتشر کرد که در آن دلیل پیدایش خطوط Fraunhofer را توضیح داد. اما نتیجه اصلی مقاله تعیین ترکیب شیمیایی جو خورشید بود. بدین ترتیب وجود هیدروژن، آهن، کروم، کلسیم، سدیم و سایر عناصر در جو خورشید ثابت شد. در سال 1868، ستاره شناس فرانسوی پیر ژول سزار یانسن و همکار انگلیسی اش سر نورمن لاکیر، مستقل از یکدیگر، خط زرد روشنی را در طیف خورشید کشف کردند که با هیچ عنصر شناخته شده ای مطابقت نداشت. بنابراین عنصر شیمیایی هلیوم (پس از نام خدای یونان باستان خورشید - هلیوس) کشف شد.

سری‌ها و انتگرال‌های فوریه، به نام ریاضی‌دان فرانسوی ژان باپتیست ژوزف فوریه، که آنها را در دوره مطالعه تئوری انتقال حرارت توسعه داد، به عنوان مبنای ریاضی برای مطالعه طیف‌های ارتعاش و طیف‌ها به طور کلی تبدیل شدند. تبدیل فوریه ابزار بسیار قدرتمندی در زمینه های مختلف علوم است: نجوم، آکوستیک، مهندسی رادیو و غیره.

مطالعه طیف، به عنوان مقادیر قابل مشاهده مقادیر توابع حالت یک سیستم خاص، بسیار پربار بود. بنیانگذار فیزیک کوانتومی، دانشمند آلمانی ماکس پلانک، هنگام کار بر روی نظریه طیف جسم سیاه، ایده کوانتوم را مطرح کرد. فیزیکدانان انگلیسی سر جوزف جان تامسون و فرانسیس استون در سال 1913 با مطالعه طیف های جرمی به شواهدی مبنی بر وجود ایزوتوپ های اتم ها دست یافتند و در سال 1919 با استفاده از اولین طیف سنج جرمی که ساخت، آستون توانست دو ایزوتوپ پایدار نئون را کشف کند. اولین ایزوتوپ از 213 ایزوتوپ اتم های مختلف کشف شده توسط این دانشمند بود.

از اواسط قرن گذشته، به دلیل توسعه سریع الکترونیک رادیویی، روش های تحقیقاتی رادیو طیف سنجی در علوم مختلف رایج شده است: در درجه اول رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR)، رزونانس پارامغناطیسی الکترون (EPR)، رزونانس فرومغناطیسی (FR)، رزونانس ضد فرومغناطیسی. (AFR) و دیگران ....

تعریف طیف

طیف در فیزیک توزیع مقادیر یک کمیت فیزیکی (انرژی، فرکانس یا جرم) با استفاده از روش گرافیکی، تحلیلی یا جدولی است. اغلب، طیف به معنای طیف الکترومغناطیسی است - توزیع انرژی یا قدرت تابش الکترومغناطیسی توسط فرکانس ها یا طول موج ها.

کمیتی که یک سیگنال، گسیل یا توالی زمانی را مشخص می کند، چگالی طیفی توان یا انرژی است. این نشان می دهد که چگونه توان یا انرژی یک سیگنال در فرکانس توزیع می شود. هنگامی که سیگنال های حاوی اجزای فرکانس مختلف اندازه گیری می شوند، قدرت اجزای سیگنال فرکانس های مختلف متفاوت خواهد بود. بنابراین نمودار چگالی طیفی نمودار توان در مقابل فرکانس است. چگالی طیفی توان معمولاً بر حسب وات بر هرتز (W/Hz) یا دسی بل-میلی‌وات بر هرتز (dBm/Hz) بیان می‌شود. به طور کلی، چگالی طیفی توان نشان می دهد که تغییرات سیگنال در کدام فرکانس ها قوی و در کدام فرکانس ها کوچک است.این برای تجزیه و تحلیل بیشتر فرآیندهای مختلف مفید است.

با توجه به ماهیت توزیع مقادیر یک کمیت فیزیکی، طیف ها گسسته (خط)، پیوسته (جامد) هستند و همچنین می توانند ترکیبی از طیف های گسسته و پیوسته باشند.

نمونه ای از طیف خطی، طیف انتقال الکترونیکی اتم ها از حالت برانگیخته به حالت عادی است. یک نمونه از طیف پیوسته، طیف تابش الکترومغناطیسی یک جامد گرم شده است، و یک مثال از طیف ترکیبی، طیف گسیلی ستارگان و لامپ های فلورسنت است. طیف پیوسته فتوسفر گرم شده ستاره ای بر روی خطوط گسیل و جذب کرومسفری اتم هایی که کروموسفر ستاره ای را تشکیل می دهند قرار گرفته است.

طیف. فیزیک پدیده ها

نمونه های طیف

در فیزیک، طیف انتشار (طیف انتشار)، طیف جذب (طیف جذب) و طیف بازتاب (پراکندگی رایلی) نیز متمایز می شوند. پراکندگی رامان نور (اثر رامان)، که با پراکندگی غیرالاستیک تابش نوری همراه است و منجر به تغییر قابل توجهی در فرکانس (یا همان طول موج) نور بازتاب شده می شود، به طور جداگانه در نظر گرفته می شود. طیف سنجی رامان روشی موثر برای آنالیز شیمیایی، مطالعه ترکیب و ساختار مواد در فاز جامد و فاز مایع و گاز ماده مورد بررسی است.

در طیف چنگال تنظیم نشان داده شده در این شکل، مشاهده می شود که بلافاصله پس از ضربه در صدا، علاوه بر هارمونیک بنیادی (440 هرتز)، دوم (880 هرتز) و سوم (1320 هرتز) وجود دارد. هارمونیک ها که به سرعت از بین می روند و بعدا فقط هارمونیک اصلی شنیده می شود. با کلیک بر روی دکمه پخش پلیر می توان صدا را شنید

همانطور که در بالا نشان داده شد، طیف های نشری اول از همه به دلیل انتقال الکترون های لایه بیرونی اتم ها هستند که در حالت برانگیخته هستند، که در آن الکترون های این پوسته ها به سطوح انرژی پایین تر مطابق با نرمال باز می گردند. حالت اتم در این حالت، کوانتومی از نور با فرکانس (طول موج) معین ساطع می شود و خطوط مشخصه در طیف تابش ظاهر می شوند.

با جذب جذب، مکانیسم مخالف فعال می شود - با گرفتن کوانتوم های تابش با فرکانس خاص، الکترون های پوسته بیرونی اتم ها به سطح انرژی بالاتری حرکت می کنند. در این حالت، خطوط تیره مشخصه مربوطه در طیف جذب ظاهر می شوند.

با پراکندگی رایلی (پراکندگی الاستیک)، که ممکن است به خوبی توسط مکانیک غیرکوانتومی توصیف شود، کوانتوم های نور به طور همزمان جذب و دوباره گسیل می شوند، که به هیچ وجه طیف تابش و تابش منعکس شده را تغییر نمی دهد.

طیف های آکوستیک

طیف های آکوستیک نقش ویژه ای در علم صدا - آکوستیک دارند. تجزیه و تحلیل چنین طیف هایی ایده ای از فرکانس و محدوده دینامیکی یک سیگنال صوتی را ارائه می دهد که برای کاربردهای فنی بسیار مهم است.

به عنوان مثال، برای انتقال مطمئن صدای انسان در تلفن، انتقال صداها در باند 300-3000 هرتز کافی است. به همین دلیل است که صدای آشنایان در تلفن کمی متفاوت از زندگی واقعی است.

اختراع سوت اولتراسونیک به دانشمند و جهانگرد انگلیسی فرانسیس گالتون نسبت داده می شود، در هر صورت، او اولین بار از آن برای تحقیقات روان سنجی استفاده کرد.

به طور کلی صداها، به ویژه صداهای ریتمیک و هارمونیک، تأثیر روانی-عاطفی قدرتمندی دارند. حتی سیگنال‌های صوتی مانند نویز نیز تأثیر دارند - در آکوستیک از مفاهیم نویز سفید و صورتی و نویز با رنگ‌های مختلف استفاده می‌شود. چگالی طیفی نویز سفید در کل محدوده فرکانس یکنواخت است، نویز صورتی و همچنین سایر نویزهای "رنگی" از نظر ویژگی طیفی فرکانس دامنه با نویز سفید متفاوت است.

خب، طیف آکوستیک شوالیه‌های مدرن «شنل و خنجر» نمی‌توانست طیف‌های صوتی را نادیده بگیرد. در ابتدا از شنود تلفنی بی اهمیت استفاده می کردند. در نتیجه، با توسعه مهندسی رادیو، روش‌های درهم‌سازی (رمزگذاری و کدگذاری) سیگنال‌های صوتی بر اساس الگوریتم‌های ریاضی خاص شروع به استفاده از آن‌ها شد تا رهگیری آنها را دشوار کند. در ارتباط با افزایش قدرت محاسباتی تولیدی دستگاه های کامپیوتری ثابت و قابل حمل، اکنون روش های قدیمی رمزگذاری سیگنال صوتی در حال محو شدن هستند و با روش های ریاضی مدرن تر رمزگذاری جایگزین می شوند.

طیف های الکترومغناطیسی

مطالعه طیف های الکترومغناطیسی ابزار شگفت انگیزی برای تجزیه و تحلیل کمیت های فیزیکی در اختیار ستاره شناسان رادیویی قرار داده است. آنها تابش باقیمانده بیگ بنگ را که آغاز جهان ما را نشان می دهد، ضبط کردند و رفتار ستارگان واقع در دنباله اصلی را اصلاح کردند. طبقه بندی ستارگان بر اساس طیف است و، خدا را شکر، ستاره ما - یک خورشید کوتوله زرد از کلاس G (G2V) - جدا از برخی دوره های فعالیت، دارای شخصیت نسبتا صلح آمیز است. با توسعه حساسیت ابزارها، اکنون اخترفیزیکدانان و حتی اختر زیست شناسان می توانند در مورد وجود سیارات خارج از منظومه شمسی، مشابه زمین ما، با گزینه های احتمالی برای وجود حیات در آنها نتیجه گیری کنند.

تجزیه و تحلیل طیف به طور گسترده ای در پزشکی، شیمی و سایر علوم مرتبط استفاده می شود. ما از تصاویر پردازش شده کامپیوتری از جنین در بدن یک زن باردار تعجب نمی کنیم، ما به معاینات MRI عادت کرده ایم و حتی از عملیات روی رگ های بدن انسان که تجسم آن بر اساس آن است، نمی ترسیم. در تجزیه و تحلیل طیف تابش اولتراسونیک.

شیمیدانان با استفاده از روش های طیفی تجزیه و تحلیل نه تنها می توانند ایده ای از ترکیبات شیمیایی پیچیده به دست آورند، بلکه آرایش فضایی اتم ها را در مولکول ها نیز محاسبه می کنند.

و مانند همیشه، طیف های الکترومغناطیسی در فرکانس رادیویی و محدوده نوری از توجه متخصصان نظامی دور نماند. بر اساس تجزیه و تحلیل آنها، افسران اطلاعات نظامی نه تنها ایده گروه مخالف نیروهای دشمن را تشکیل می دهند، بلکه می توانند شروع آرماگدون اتمی را نیز تعیین کنند.

تجزیه و تحلیل طیف

همانطور که در بالا نشان داده شد، تجزیه و تحلیل طیفی، به ویژه در محدوده فرکانس های رادیویی و نوری، ابزار قدرتمندی برای به دست آوردن اطلاعات در مورد موجودیت های فیزیکی و اطلاعاتی اشیاء است - اصلاً مهم نیست که آنها به اشیاء فیزیکی واقعی مربوط می شوند یا طیف های زودگذر را نشان می دهند. افکار عمومی از طریق نظرسنجی ها به دست می آید. تجزیه و تحلیل طیفی فیزیکی مدرن مبتنی بر مقایسه امضاها است - نوعی امضای طیفی دیجیتال اشیاء.

با توسعه روش های راداری، متخصصان نظامی، بر اساس تجزیه و تحلیل طیف سیگنال های منعکس شده، نه تنها قادر به شناسایی یک هدف هوایی و تعیین ارتفاع و ارتفاع آن هستند. با تأخیر زمانی رسیدن سیگنال منعکس شده نسبت به پالس تابش، می توان فاصله تا هدف را تعیین کرد. بر اساس اثر داپلر، می توان سرعت حرکت آن را محاسبه کرد و حتی نوع آن را از روی امضا (طیف) سیگنال های بازتابی تعیین کرد.

با این حال، دقیقاً از همین روش ها در هوانوردی غیرنظامی استفاده می شود. یک منبع عالی flightradar24.com به شما امکان می دهد پروازهای هواپیما را تقریباً در زمان واقعی ردیابی کنید و اطلاعات مرتبط زیادی را ارائه دهید، مانند: مسیر هواپیما و نوع آن، ارتفاع و سرعت پرواز. زمان برخاستن و زمان تخمینی رسیدن؛ چقدر هنوز برای پرواز باقی مانده است و حتی نام و نام خانوادگی فرمانده هواپیما. با استفاده از گرافیک کامپیوتری، این منبع مسیر پرواز را نشان می دهد و با زوم کردن، حتی می توانید در لحظات مناسب، پرواز و فرود هواپیما را مشاهده کنید.

متخصصان اطلاعات رادیویی، بر اساس تجزیه و تحلیل ظریف طیف تابش، حتی متعهد می شوند که متعلق به تجهیزات رادیویی کشف شده به واحدهای دشمن مربوطه را تعیین کنند.

سنتز طیفی

سنتز طیفی سیگنال ها بر اساس تجزیه و تحلیل هارمونیک ریاضیدان فرانسوی فوریه و قضیه دانشمند روسی در زمینه مهندسی رادیو Kotelnikov است که متأسفانه در ادبیات فنی انگلیسی زبان نام دیگری دارد - Nyquist- قضیه شانون تحلیل هارمونیک امکان تحقق یک سیگنال پیچیده دلخواه با درجه وفاداری کافی با مجموعه محدودی از اجزای هارمونیک با پارامترهای مختلف را فرض می‌کند. بدون پرداختن به جزئیات ارائه مطالب ریاضی، قضیه کوتلنیکوف بیان می کند که برای بازتولید یک سیگنال هارمونیک، نمونه هایی از این سیگنال با فرکانس دو برابر شده کافی است.

سنتز سیگنال ها - بخوانید سنتز طیف ها - اساس رمزنگاری رایانه ای مدرن، ایجاد موسیقی مدرن، و حتی شبیه سازی اشیاء واقعی با همتایان مجازی، سیستم های شناسایی گمراه کننده دشمن که در جنگ الکترونیک مدرن (EW) استفاده می شود، شده است. .

امروزه روش‌های انتقال سیگنال از طریق کانال‌های ارتباطی بسته با روش‌های انتقال سیگنال‌های نویز مانند که دارای درجه بالایی از مصونیت در برابر تداخل هستند، در هم تنیده شده‌اند.

فهرست آنها خارج از حوصله این مقاله است؛ با این وجود، باید به شما اطمینان دهیم که با استفاده از ارتباطات سیار، از تغییرات طیف سیگنال صوتی مطابق با الگوریتم‌های ریاضی خاصی با درجه بالایی از محافظت در برابر رمزگشایی استفاده کامل می‌کنید.

چند آزمایش با طیف

در پایان، چندین آزمایش با طیف های نوری انجام خواهیم داد.

آزمایش 1. تجزیه نور خورشید و کالیبراسیون یک طیف نگار ساده خانگی

با یک منشور نوری مثلثی یا یک سی دی یا دی وی دی ناخواسته قدیمی، می توانید تجربه سِر اسحاق نیوتن از تجزیه نور خورشید را تکرار کنید. ما از سی دی استفاده خواهیم کرد زیرا آسانتر است. ما همچنین به یک دیافراگم در ورودی اسپکتروگراف خود و یک لوله ساخته شده از یک ماده مات مانند مقوا نیاز داریم. برای ساختن دیافراگم کافی است با چاقو یا چاقوی جراحی یک شکاف در بشقاب ساخته شده از هر ماده مات نوری برش دهید و سپس یک جفت تیغه را به آن بچسبانید. این شکاف به عنوان یک کولیماتور عمل خواهد کرد. ما یک صفحه با شکاف را به یک لوله مقوایی به طول تقریبی 20 سانتی متر وصل می کنیم. یک پرتو موازی از نور خورشید یا منبع نور دیگری که پس از کولیماتور به دست می آید باید به یک قطعه دیسک هدایت شود که در انتهای دیگر لوله در یک صفحه وصل می کنیم. زاویه 60-80 درجه نسبت به پرتو نور از شکاف (انتخاب تجربی) ... انتهای دوم را با درب می بندیم. برای مشاهده یا عکاسی از طیف، باید سوراخی در لوله ایجاد کنید، همانطور که در تصویر نشان داده شده است. تمام است، طیف نگار ما آماده است. ما می توانیم یک نوار رنگی از طیف پیوسته نور خورشید را با انتقال صاف بین رنگ ها از بنفش به قرمز مشاهده و عکس بگیریم. این طیف به وضوح خطوط جذب Fraunhofer تیره را نشان می دهد.

برای کالیبره کردن ساده‌ترین طیف‌نگار خود، از سه نشانگر لیزری - قرمز، سبز و بنفش با طول موج‌های 670، 532 و 405 نانومتر استفاده خواهیم کرد.

آزمایش 2. تجزیه نور از یک LED "سفید".

بیایید منبع نور طبیعی را جایگزین کنیم. به عنوان جایگزین، ما از یک LED با قدرت تابش 5 وات با درخشش سفید استفاده می کنیم. این نور اغلب با تبدیل انتشار یک LED آبی توسط فسفر پوشاننده آن به نور سفید "گرم" یا "سرد" به دست می آید.

هنگامی که ولتاژ مناسب به پایانه های LED اعمال می شود، طیف تابش با شدت رنگ ناهموار مشخصه را می توان بر روی صفحه مشاهده کرد.

تجربه 3. طیف انتشار یک لامپ فلورسنت

بیایید ببینیم که طیف یک لامپ فلورسنت فشرده با دمای رنگ نرمال 4100 کلوین چگونه به نظر می رسد.ما یک طیف خط را مشاهده می کنیم.

مقالات Unit Converter توسط آناتولی زولوتکوف ویرایش و تصویرسازی شده است

آیا ترجمه یک واحد اندازه گیری از یک زبان به زبان دیگر برای شما دشوار است؟ همکاران آماده کمک به شما هستند. یک سوال به TCTerms ارسال کنیدو در عرض چند دقیقه پاسخ دریافت خواهید کرد.

مفهوم فرکانس و دوره یک سیگنال تناوبی. واحدها (10+)

فرکانس و دوره سیگنال مفهوم. واحدها

مطالب توضیحی و اضافه شده به مقاله است:
واحدهای اندازه گیری مقادیر فیزیکی در الکترونیک
واحدهای اندازه گیری و نسبت مقادیر فیزیکی مورد استفاده در مهندسی رادیو.

در طبیعت، فرآیندهای دوره ای اغلب یافت می شود. این بدان معنی است که برخی از پارامترهای مشخص کننده فرآیند طبق قانون تناوبی تغییر می کند، یعنی برابری درست است:

تعیین فرکانس و دوره

F (t) = F (t + T) (رابطه 1)، که در آن t زمان است، F (t) مقدار پارامتر در زمان t است و T مقداری ثابت است.

واضح است که اگر برابری قبلی صادق باشد، موارد زیر نیز صادق است:

F (t) = F (t + 2T) بنابراین، اگر T حداقل مقدار ثابتی باشد که در آن رابطه 1 برقرار است، آنگاه ما T را صدا می کنیم. دوره زمانی

در الکترونیک، جریان و ولتاژ را بررسی می‌کنیم، به طوری که سیگنال‌های دوره‌ای سیگنال‌هایی برای ولتاژ یا جریان در نظر گرفته می‌شوند که رابطه 1 در آن صادق است.

متأسفانه، به طور دوره ای در مقالات با خطا مواجه می شود، آنها تصحیح می شوند، مقالات تکمیل می شوند، توسعه می یابند، موارد جدید در حال آماده شدن هستند. برای اطلاع از اخبار مشترک شوید.

اگر چیزی مشخص نیست، حتما بپرسید!
یک سوال بپرسید بحث در مورد مقاله.

مقالات بیشتر

مولد سیگنال با چرخه کاری متغیر. تعدیل ضریب ...
مدار ژنراتور و چرخه کار قابل تنظیم، کنترل شده ...

ریلکسیشن ولتاژ دندان اره، سیگنال، ژنراتور دندان اره. طرح های ...
طرح ها و محاسبه ژنراتورهای آرامش که یک ولتاژ دندانه اره را تشکیل می دهند ...

PWM، کنترلر PWM. تقویت کننده خطا فرکانس. معکوس، غیر معکوس ...
کنترلر PWM هماهنگ سازی. بازخورد. تنظیم فرکانس ....

تعمیر منبع تغذیه سوئیچینگ. تعمیر منبع تغذیه یا تبدیل ...

تقویت کننده صدا سوئیچینگ سنگین. مربع ها صدا و سیما. صدا...
تقویت کننده صدا سوئیچینگ سنگین برای صداگذاری رویدادهای انبوه و غیره ...

مبدل ولتاژ پالس معکوس. کلید پاور - بی ...
نحوه طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ معکوس نحوه انتخاب قدرتمند ...

جستجو، تشخیص شکستگی، شکستگی در سیم کشی. پیدا کن، جستجو کن، پیدا کن...
جزئیات، مونتاژ و تنظیم دستگاه تشخیص سیم کشی مخفی و خرابی آن ...

تقویت کننده های عملیاتی K544UD1, K544UD1A, K544UD1B, 544UD1, 544UD1A, 5 ...
ویژگی ها و کاربرد تقویت کننده های عملیاتی 544UD1. پینوت...

زیمنس (نماد: Cm, S) واحد SI برای اندازه گیری هدایت الکتریکی، متقابل اهم است. قبل از جنگ جهانی دوم (در اتحاد جماهیر شوروی تا دهه 1960)، زیمنس واحد مقاومت الکتریکی مربوط به مقاومت ... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به بکرل مراجعه کنید. بکرل (نماد: Bq, Bq) واحد اندازه گیری فعالیت یک منبع رادیواکتیو در سیستم بین المللی واحدها (SI) است. یک بکرل به عنوان فعالیت یک منبع تعریف می شود، در ... ... ویکی پدیا

Candela (نماد: cd, cd) یکی از هفت واحد اساسی سیستم SI است که برابر با شدت نوری است که در یک جهت معین از یک منبع تابش تک رنگ با فرکانس 540 · 1012 هرتز ساطع می شود. که در این ... ... ویکی پدیا

سیورت (نماد: Sv, Sv) واحد اندازه گیری دوزهای موثر و معادل پرتوهای یونیزان در سیستم بین المللی واحدها (SI) است که از سال 1979 استفاده می شود. 1 سیورت مقدار انرژی جذب شده توسط یک کیلوگرم است ... . .. ویکیپدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به نیوتن مراجعه کنید. نیوتن (نماد: N) واحد اندازه گیری نیرو در سیستم بین المللی واحدها (SI) است. نام بین المللی پذیرفته شده نیوتن (نماد: N). واحد مشتق از نیوتن بر اساس دوم ... ... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، زیمنس را ببینید. زیمنس (نام روسی: Cm؛ نام بین‌المللی: S) واحدی برای اندازه‌گیری هدایت الکتریکی در سیستم بین‌المللی واحدها (SI)، متقابل اهم است. از طریق دیگران ... ... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به پاسکال (ابهام‌زدایی) مراجعه کنید. پاسکال (نماد: Pa، بین المللی: Pa) یک واحد اندازه گیری فشار (تنش مکانیکی) در سیستم بین المللی واحدها (SI) است. پاسکال برابر است با فشار ... ... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به تسلا مراجعه کنید. تسلا (نام روسی: T؛ نام بین‌المللی: T) واحد اندازه‌گیری القای میدان مغناطیسی در سیستم بین‌المللی واحدها (SI)، از نظر عددی برابر با القای چنین ... ... ویکی‌پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به گری مراجعه کنید. خاکستری (نماد: Gy, Gy) یک واحد اندازه گیری دز جذب شده پرتوهای یونیزان در سیستم بین المللی واحدها (SI) است. دوز جذب شده برابر با یک خاکستری است، اگر در نتیجه ... ... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به وبر مراجعه کنید. وبر (نماد: Wb, Wb) یک واحد اندازه گیری شار مغناطیسی SI است. طبق تعریف، تغییر در شار مغناطیسی از طریق یک حلقه بسته با سرعت یک وبر در ثانیه منجر به ... ... ویکی پدیا