Metoda de măsurare a frecvenței de rezonanță.

Metoda de comparare a frecventelor;

Metoda de numărare discretă se bazează pe numărarea impulsurilor cu frecvența necesară pentru o anumită perioadă de timp. Cel mai des este folosit de contoarele digitale de frecvență și datorită acestei metode simple pot fi obținute date destul de precise.

Puteți afla mai multe despre frecvența curentului alternativ din videoclip:

De asemenea, metoda de supraîncărcare a unui condensator nu implică calcule complexe. În acest caz, valoarea medie a curentului de reîncărcare este proporțională cu frecvența și se măsoară cu ajutorul unui ampermetru magnetoelectric. Scara dispozitivului, în acest caz, este gradată în Herți.

Eroarea acestor contoare de frecvență este de 2% și, prin urmare, astfel de măsurători sunt destul de potrivite pentru uz casnic.

Metoda de măsurare se bazează pe rezonanța electrică care apare într-un circuit cu elemente reglabile. Frecvența de măsurat este determinată de o scară specială a mecanismului de reglare în sine.

Această metodă dă o eroare foarte mică, dar se aplică numai pentru frecvențe de peste 50 kHz.

Metoda de comparare a frecvenței este folosită la osciloscoape și se bazează pe amestecarea frecvenței de referință cu cea măsurată. În acest caz, apar bătăi de o anumită frecvență. Când aceste bătăi ajung la zero, atunci cea măsurată devine egală cu cea de referință. În plus, conform cifrei obținute pe ecran, folosind formulele, puteți calcula frecvența dorită a curentului electric.

Un alt videoclip interesant despre frecvența AC:

Abrevierea „Hz” este acceptată pentru desemnarea sa în limba engleză, notația Hz este folosită în acest scop. În același timp, conform regulilor sistemului SI, dacă se folosește denumirea prescurtată a acestei unități, urmează cu, iar dacă în text se folosește numele complet, atunci cu litere mici.

Originea termenului

Unitatea de măsură a frecvenței, adoptată în sistemul SI modern, și-a primit numele în 1930, când decizia corespunzătoare a fost luată de Comisia Electrotehnică Internațională. A fost asociată cu dorința de a perpetua memoria celebrului om de știință german, Heinrich Hertz, care a adus o mare contribuție la dezvoltarea acestei științe, în special, în domeniul cercetării electrodinamicii.

Sensul termenului

Hertz este folosit pentru măsurători de orice fel, astfel încât domeniul de aplicare al acestuia este foarte larg. Deci, de exemplu, în numărul de herți, se obișnuiește să se măsoare frecvențele sunetelor, bătăile inimii umane, oscilațiile câmpului electromagnetic și alte mișcări care se repetă la o anumită frecvență. Deci, de exemplu, frecvența bătăilor inimii unei persoane într-o stare calmă este de aproximativ 1 Hz.

În mod semnificativ, o unitate din această dimensiune este interpretată ca numărul de vibrații făcute de obiectul analizat în timpul unei secunde. În acest caz, experții spun că frecvența de oscilație este de 1 hertz. În consecință, la mai multe dintre aceste unități corespund mai multe vibrații pe secundă. Astfel, din punct de vedere formal, valoarea notată cu hertz este reciproca secundei.

Valorile semnificative ale frecvenței sunt de obicei numite mari, nesemnificative - scăzute. Exemple de frecvențe înalte și joase sunt vibrațiile sonore de intensități diferite. Deci, de exemplu, frecvențele din intervalul de la 16 la 70 Hz formează așa-numitele sunete de bas, adică sunete foarte joase, iar frecvențele din intervalul de la 0 la 16 Hz nu se pot distinge complet de urechea umană. Cele mai înalte sunete pe care o persoană le poate auzi se află în intervalul de la 10 la 20 de mii de herți, iar sunetele cu o frecvență mai mare sunt clasificate ca ultrasunete, adică cele pe care o persoană nu le poate auzi.

Pentru a desemna valori mari de frecvențe, la denumirea „hertz” se adaugă prefixe speciale, concepute pentru a face utilizarea acestei unități mai convenabilă. Mai mult, astfel de prefixe sunt standard pentru sistemul SI, adică sunt folosite și cu alte mărimi fizice. Deci, o mie de herți se numește „kiloherți”, un milion de herți - „megaherți”, un miliard de herți - „gigaherți”.

Convertor de lungime și distanță Convertor de masă Convertor de masă și volum de alimente Convertor de zonă Rețetă culinară Convertor de volum și unități Convertor de temperatură Convertor de presiune, stres, modul Young Convertor de energie și muncă Convertor de putere Convertor de forță Convertor de timp Convertor liniar de viteză Convertor de unghi plat Eficiență termică și eficiență a combustibilului Numeric Sisteme de conversie Convertor de informații Măsurarea cantității Rate valutare Îmbrăcăminte și încălțăminte pentru femei Mărimi Mărimi îmbrăcăminte și pantofi bărbați Convertor de viteză și viteză unghiulară Convertor de accelerație Convertor de accelerație unghiulară Convertor de densitate Convertor de volum specific Convertor de moment de inerție Convertor de moment de forță Convertor de cuplu Putere calorică specifică ( convertor de masă Densitatea energiei și puterea calorică specifică (volum) Convertor Convertor diferență de temperatură Convertor de coeficient Coeficient de dilatare termică Convertor de rezistență termică Convertor de conductivitate termică Convertor de capacitate termică specifică Convertor de expunere termică și de putere de radiație Convertor de densitate a fluxului de căldură Convertor de coeficient de transfer de căldură Convertor de debit volumetric Debit de masă Convertor de debit molar Convertor de densitate de flux de masă Convertor de concentrație molară Concentrație de masă în convertor de soluție absolută) vâscozitate Convertor de vâscozitate cinematică Convertor de tensiune superficială Convertor de permeabilitate la vapori Convertor de permeabilitate la vapori și de viteză de transfer de vapori Convertor de nivel sonor Convertor de sensibilitate microfon Convertor de nivel de presiune sonoră (SPL) Convertor de nivel de presiune sonoră cu presiune de referință selectabilă Convertor de luminanță Convertor de intensitate luminoasă Convertor de intensitate luminoasă Rezoluție la diagramă convertor computer Convertor de frecvență și lungime de undă Putere optică la dioptrie x și distanța focală Putere optică în dioptrii și mărire a lentilei (×) Convertor de încărcare electric Convertor de densitate de încărcare liniară Convertor de densitate de sarcină de suprafață Convertor de densitate de încărcare în vrac Convertor de densitate de curent liniar de curent electric Convertor de densitate de curent de suprafață Convertor de intensitate a câmpului electric Convertor de potențial electrostatic și tensiune Convertor electric Rezistivitate Convertor de rezistivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de capacitate electrică Convertor de inductanță American Wire Gauge Converter Niveluri în dBm (dBm sau dBmW), dBV (dBV), wați etc. unități Convertor de forță magnetică Convertor de intensitate a câmpului magnetic Convertor de flux magnetic Convertor de inducție magnetică Radiație. Radiații ionizante absorbite de doză Convertor Radioactivitate. Dezintegrare radioactivă Convertor de radiații. Radiație de convertizor de doză de expunere. Convertor de doză absorbită Convertor de prefixe zecimale Transfer de date Tipografie și unități de procesare a imaginii Convertor de unități de volum de lemn Convertor de unități de calcul a masei molare Tabel periodic al elementelor chimice D. I. Mendeleev

1 hertz [Hz] = 0,001 kilohertz [kHz]

Valoarea initiala

Valoare convertită

herti exahertz petahertz terahertzi gigahertz megahertzi kilohertzilor hectohertz decahertz decigertz santigertz millihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz cicluri pe secundă lungime de undă în exameters lungime de undă în petameters lungime de undă în terameters lungime de undă în megameters lungime de undă în kilometri în decameters lungime de undă în metri lungime de undă în decimetri lungime de undă în centimetri lungime de undă în milimetri lungime de unda în micrometri Lungimea de undă Compton a unui electron Lungimea de undă Compton a unui proton Lungimea de undă Compton a unui neutron rotații pe secundă rotații pe minut rotații pe oră rotații pe zi

Articol recomandat

Mai multe despre spectre

Informatii generale

Din punctul de vedere al capacității înnăscute de a percepe informații din mediu, o persoană este o creatură destul de mizerabilă. Simțul nostru olfactiv nu poate fi comparat cu instinctul mamiferelor noastre mai mici - urșii polari, de exemplu, pot mirosi mâncarea la o milă distanță, iar unele rase de câini sunt capabile să urmeze un traseu în urmă cu patru zile. Aparatele noastre auditive nu sunt adaptate să recepționeze întreaga bandă de vibrații acustice - nu putem auzi direct conversațiile elefanților folosind infrasunetele, iar în domeniul ultrasonic nu putem accesa conversațiile cu delfinii sau semnalele de ecolocație de la lilieci.

Și nu este deloc important pentru omenire cum stau lucrurile cu percepția radiațiilor electromagnetice - simțim direct doar o mică parte din ele, pe care o numim lumină vizibilă. În cursul evoluției, omul, ca multe alte mamifere, și-a pierdut capacitatea de a urma urmele în infraroșu a prăzii, precum șerpii; sau vedeți lumina ultravioletă precum insecte, păsări, pești și unele mamifere.

Deși urechea umană poate simți presiunea sonoră într-o gamă largă de la 2 * 10–5 Pa (pragul de auz) la 20 Pa (pragul de durere), distingem relativ slab sunetele după volum (nu fără motiv, scara de putere a vibrațiilor acustice este logaritmică). !). Dar natura ne-a înzestrat cu capacitatea de a determina foarte precis diferența dintre frecvențele semnalelor acustice de intrare, care, la rândul lor, au jucat un rol decisiv în formarea omului ca stăpân al planetei. Aceasta se referă la dezvoltarea vorbirii și utilizarea acesteia pentru planificarea și organizarea vânătorii de turme, protecția împotriva dușmanilor naturali sau a grupurilor ostile de oameni.

Atribuind anumitor concepte o combinație stabilă de sunete articulate de aparatul dezvoltat al corzilor vocale, strămoșii noștri și-au transmis dorințele și gândurile celor din jur. Analizând vorbirea altora după ureche, ei, la rândul lor, au înțeles dorințele și gândurile altora. Coordonând eforturile membrilor săi în timp și spațiu, turma de oameni primitivi s-a transformat într-o comunitate umană și chiar într-un superprădător care vânează cel mai mare animal terestru - mamutul.

Discursul dezvoltat a fost folosit nu numai pentru comunicarea în cadrul unui grup de oameni, ci și pentru comunicarea între specii cu animale îmblânzite - de exemplu, conform cercetărilor efectuate de oamenii de știință de la Universitatea British Columbia, border collie este capabil să memoreze peste 30 de comenzi și executați-le cu precizie aproape prima dată. Aproape toate animalele gregare, indiferent de clasă și habitat, posedă astfel de sisteme de semnalizare în forma lor embrionară. De exemplu, păsări (corvide) și mamifere: lupi, hiene, câini și delfini, fără a număra toate tipurile de maimuțe care duc un stil de viață gregar. Dar numai o persoană a folosit vorbirea ca mijloc de transmitere a informațiilor către următoarea generație de oameni, ceea ce a contribuit la acumularea de cunoștințe despre lumea din jurul său.

Un eveniment epocal în formarea umanității în forma sa modernă a fost inventarea scrisului - hieroglific în China antică și Egiptul antic, cuneiform în Mesopotamia (Mesopotamia) și literal în Fenicia antică. Popoarele europene încă îl folosesc pe acesta din urmă, deși, trecând succesiv prin Grecia antică și Roma, contururile literelor feniciene - simboluri deosebite ale sunetelor - s-au schimbat oarecum.

Un alt eveniment marcant din istoria omenirii a fost inventarea tiparului. A permis unui cerc larg de oameni să se alăture cunoștințelor științifice care anterior erau disponibile doar unui cerc restrâns de asceți și gânditori. Acest lucru nu a durat mult pentru a afecta rata progresului științific și tehnologic.

Descoperirile și invențiile făcute în ultimele patru secole ne-au schimbat literalmente viața și au pus bazele tehnologiilor moderne de transmisie și procesare a semnalelor analogice și digitale. Acest lucru a fost facilitat în mare măsură de dezvoltarea gândirii matematice - secțiunile dezvoltate de analiză matematică, teoria câmpului și multe altele au pus în mâinile oamenilor de știință și inginerilor un instrument puternic pentru predicții, cercetare și calcule ale dispozitivelor și instalațiilor tehnice pentru experimente fizice. Analiza spectrală a semnalelor și cantităților fizice a devenit unul dintre aceste instrumente.

Spectrul sonor al viorii, nota G a doua octave (G5); spectrul arată clar că sunetul unei viori este format dintr-o frecvență fundamentală de aproximativ 784 Hz și o serie de tonuri cu amplitudine care scade odată cu creșterea frecvenței; dacă tonurile sunt tăiate, lăsând doar sunetul frecvenței fundamentale, atunci sunetul viorii se va transforma în sunetul unui diapazon sau al unui generator de frecvență sinusoidal.

Descoperirea posibilității de a transfera spectrul oscilațiilor acustice în regiunea frecvențelor superioare ale oscilațiilor electromagnetice (modulație) și transformarea sa inversă (demodulație) a dat un impuls puternic creării și dezvoltării de noi industrii: tehnologia comunicațiilor (inclusiv comunicațiile mobile). ), radiodifuziune comercială și aplicată și televiziune.

În mod firesc, armata nu putea rata o ocazie atât de excelentă de a îmbunătăți capacitățile de apărare ale țărilor lor. Noi metode de detectare a țintelor aeriene și maritime au apărut cu mult înainte de apropierea lor, bazate pe radar. Controlul forțelor terestre, aeriene și marine prin radio a sporit eficiența operațiunilor de luptă în ansamblu. În zilele noastre este greu de imaginat o armată modernă care nu este echipată cu instalații radar (radar), comunicații, recunoaștere radio și electronică și război electronic (EW).

Referință istorică

Din punct de vedere istoric, conceptul de spectru a fost introdus de remarcabilul fizician englez Sir Isaac Newton în cursul experimentelor privind descompunerea luminii albe în componente folosind o prismă optică triunghiulară. Rezultatele experimentelor i-au fost prezentate în lucrarea fundamentală „Optică”, publicată în 1704. Deși cu mult înainte ca Newton să introducă termenul „spectru” în uz științific, omenirea și-a cunoscut manifestarea sub forma curcubeului familiar.

Mai târziu, pe măsură ce teoria electromagnetismului s-a dezvoltat, acest concept a fost extins la întreaga gamă de radiații electromagnetice. Pe lângă conceptul de spectru de vibrații, unde parametrul este frecvența și care este utilizat pe scară largă în inginerie radio și acustică, în fizică există conceptul de spectru de energie (de exemplu, particule elementare), unde parametrul este energia acestor particule obtinuta in cursul reactiilor nucleare sau in alt mod.

Un alt exemplu de spectru energetic este distribuția stărilor (energii cinetice) ale moleculelor de gaz pentru diferite condiții, numite statistici sau distribuția Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein sau Fermi-Dirac.

Fizicianul german Gustav Robert Kirchhoff și chimistul Robert Wilhelm Bunsen au fost pionierii studierii spectrelor flăcărilor colorate cu vapori de săruri metalice. Analiza spectrală s-a dovedit a fi un instrument puternic pentru studierea naturii și fizicii fenomenelor optice asociate cu absorbția și emisia luminii. În 1814, fizicianul german Joseph Fraunhofer a descoperit și descris peste 500 de linii întunecate în spectrul luminii solare, dar nu a putut explica natura apariției lor. Aceste linii de absorbție sunt acum numite linii Fraunhofer.

În 1859, Kirchhoff a publicat un articol „Despre liniile Fraunhofer”, în care explica motivul apariției liniilor Fraunhofer; dar principala concluzie a articolului a fost determinarea compoziției chimice a atmosferei solare. Astfel, s-a dovedit prezența hidrogenului, fierului, cromului, calciului, sodiului și a altor elemente în atmosfera soarelui. În 1868, independent unul de celălalt, astronomul francez Pierre Jules César Janssen și colegul său englez Sir Norman Lockyer au descoperit o linie galbenă strălucitoare pe spectrul Soarelui care nu coincidea cu niciun element cunoscut. Așa că a fost descoperit elementul chimic heliu (după numele vechiului zeu grecesc al Soarelui - Helios).

Serii și integralele Fourier, numite după matematicianul francez Jean Baptiste Joseph Fourier, care le-a dezvoltat în cursul studierii teoriei transferului de căldură, au devenit baza matematică pentru studiul spectrelor de vibrații și al spectrelor în general. Transformările Fourier sunt un instrument extrem de puternic în diverse domenii ale științei: astronomie, acustică, inginerie radio și altele.

Studiul spectrelor, ca valori observabile ale valorilor funcțiilor de stat ale unui anumit sistem, s-a dovedit a fi foarte fructuos. Fondatorul fizicii cuantice, omul de știință german Max Planck, a venit cu ideea unui cuantic în timp ce lucra la teoria spectrului corpului negru. Fizicienii englezi Sir Joseph John Thomson și Francis Aston au obținut în 1913 dovezi ale existenței izotopilor atomilor prin studierea spectrelor de masă, iar în 1919, folosind primul spectrometru de masă pe care l-a construit, Aston a reușit să descopere doi izotopi stabili de neon Ne, care a devenit primul dintre cei 213 izotopi ai diferiților atomi descoperiți de acest om de știință.

De la mijlocul secolului trecut, datorită dezvoltării rapide a electronicii radio, metodele de cercetare radiospectroscopică au devenit larg răspândite în diverse științe: în primul rând, rezonanța magnetică nucleară (RMN), rezonanța paramagnetică electronică (EPR), rezonanța feromagnetică (FR) , rezonanță antiferomagnetică (AFR) și altele. ...

Definirea spectrului

Spectrul în fizică este distribuția valorilor unei mărimi fizice (energie, frecvență sau masă), având în vedere o metodă grafică, analitică sau tabelară. Cel mai adesea, spectrul înseamnă spectrul electromagnetic - distribuția energiei sau puterii radiațiilor electromagnetice pe frecvențe sau lungimi de undă.

Mărimea care caracterizează un semnal, o emisie sau o secvență de timp este densitatea spectrală a puterii sau energiei. Acesta arată modul în care puterea sau energia unui semnal este distribuită pe frecvență. Când sunt măsurate semnale care conțin diferite componente de frecvență, puterea componentelor semnalului de diferite frecvențe va fi diferită. Prin urmare, graficul densității spectrale este un grafic al puterii în funcție de frecvență. Densitatea spectrală de putere este de obicei exprimată în wați pe herți (W / Hz) sau decibeli-miliwați pe herți (dBm / Hz). În general, densitatea spectrală de putere arată la ce frecvențe schimbările semnalului sunt puternice și la care sunt mici.Este utilă pentru analiza ulterioară a diferitelor procese.

Prin natura distribuției valorilor unei mărimi fizice, spectrele sunt discrete (linie), continue (solide) și pot fi, de asemenea, o combinație de spectre discrete și continue.

Un exemplu de spectre de linie este spectrele tranzițiilor electronice ale atomilor de la o stare excitată la o stare normală. Un exemplu de spectre continue este spectrul de radiație electromagnetică a unui solid încălzit, iar un exemplu de spectru combinat este spectrul de emisie a stelelor și a lămpilor fluorescente. Spectrul continuu al fotosferei încălzite stelare este suprapus liniilor cromosferice de emisie și absorbție ale atomilor care alcătuiesc cromosfera stelară.

Spectre. Fizica fenomenelor

Exemple de spectre

În fizică, se disting, de asemenea, spectre de emisie (spectre de emisie), spectre de adsorbție (spectre de absorbție) și spectre de reflexie (împrăștiere Rayleigh). Împrăștierea Raman a luminii (efectul Raman), asociată cu împrăștierea inelastică a radiației optice și care duce la o schimbare vizibilă a frecvenței (sau, care este aceeași, a lungimii de undă) a luminii reflectate, este luată în considerare separat. Spectroscopia Raman este o metodă eficientă de analiză chimică, studiind compoziția și structura materialelor în faza solidă și fazele lichide și gazoase ale substanței investigate.

În spectrul diapazonului prezentat în această figură, se poate observa că imediat după impactul în sunet, pe lângă armonica fundamentală (440 Hz), există a doua (880 Hz) și a treia (1320 Hz) armonici, care se degradează rapid și numai armonica fundamentală se aude mai târziu. Sunetul poate fi auzit făcând clic pe butonul de redare al playerului

După cum s-a indicat mai sus, spectrele de emisie se datorează, în primul rând, tranziției electronilor învelișurilor exterioare ale atomilor, care se află într-o stare excitată, în care electronii acestor învelișuri revin la niveluri de energie inferioare corespunzătoare normalului. starea atomului. În acest caz, se emite un cuantum de lumină cu o anumită frecvență (lungime de undă), iar în spectrul radiațiilor apar linii caracteristice.

Odată cu absorbția prin adsorbție, mecanismul opus este activat - prin captarea cuantelor de radiație de o anumită frecvență, electronii învelișurilor exterioare ale atomilor se deplasează la un nivel de energie mai înalt. În acest caz, liniile întunecate caracteristice corespunzătoare apar în spectrul de absorbție.

Cu împrăștierea Rayleigh (împrăștiere elastică), care poate fi descrisă de mecanica non-cuantică, cuantele de lumină sunt absorbite și reemise simultan, ceea ce nu modifică deloc spectrul radiației incidente și reflectate.

Spectre acustice

Spectrele acustice joacă un rol deosebit în știința sunetului - acustica. Analiza unor astfel de spectre oferă o idee despre frecvența și domeniul dinamic al unui semnal acustic, ceea ce este foarte important pentru aplicațiile tehnice.

De exemplu, pentru transmiterea sigură a unei voci umane în telefonie, este suficient să se transmită sunete în banda de 300-3000 Hz. De aceea, vocile cunoștințelor din telefon sună puțin diferit decât în ​​viața reală.

Invenția fluierului cu ultrasunete este atribuită omului de știință și călător englez Francis Galton, în orice caz, el a fost primul care l-a folosit pentru cercetarea psihometrice.

Sunetele în general, în special sunetele ritmice și armonice, au un efect psihoemoțional puternic. Chiar și semnalele acustice asemănătoare zgomotului au un impact - în acustică, se folosesc conceptele de zgomot „alb” și „roz” și zgomot de „culoare diferită”. Densitatea spectrală a zgomotului alb este uniformă pe întregul interval de frecvență, zgomotul roz, precum și alte zgomote „culoare”, diferă de zgomotul alb prin caracteristica sa spectrală amplitudine-frecvență.

Ei bine, spectrele acustice ale cavalerilor moderni „pelerina și pumnalul” nu puteau ignora spectrele acustice. La început, au folosit interceptări telefonice banale. Drept urmare, odată cu dezvoltarea ingineriei radio, au început să fie utilizate metode de codificare (criptare și codare) a semnalelor acustice conform anumitor algoritmi matematici pentru a îngreuna interceptarea acestora. În legătură cu creșterea puterii productive de calcul atât a dispozitivelor computerizate staționare, cât și portabile, acum vechile metode de criptare a unui semnal acustic trec în uitare, fiind înlocuite cu metode matematice mai moderne de criptare.

Spectre electromagnetice

Studiul spectrelor electromagnetice a oferit radioastronomilor un instrument uimitor pentru analiza cantităților fizice. Ei au capturat radiația relicvă a Big Bang-ului, care a marcat începutul universului nostru și au rafinat comportamentul stelelor situate pe secvența principală. Clasificarea stelelor se bazează pe spectru și, slavă Domnului, steaua noastră - un Soare pitic galben din clasa G (G2V) - are un caracter destul de pașnic, în afară de unele perioade de activitate. Odată cu dezvoltarea sensibilității instrumentelor, acum astrofizicienii și chiar astrobiologii sunt capabili să tragă concluzii despre existența planetelor în afara sistemului nostru solar, similare Pământului nostru, cu posibile opțiuni pentru existența vieții pe ele.

Analiza spectrelor este utilizată pe scară largă în medicină, chimie și alte științe conexe. Nu suntem surprinși de imaginile procesate de computer ale fătului în corpul unei femei însărcinate, suntem obișnuiți cu examinările RMN și nici măcar nu ne este frică de operații pe vasele corpului uman, a căror vizualizare se bazează. privind analiza spectrului de radiații ultrasonice.

Chimiștii care folosesc metode spectrale de analiză nu numai că își pot face o idee despre compușii chimici complecși, ci și pot calcula aranjarea spațială a atomilor în molecule.

Și, ca întotdeauna, spectrele electromagnetice din frecvența radio și domeniul optic nu au scăpat atenției deosebite a specialiștilor militari. Pe baza analizei lor, ofițerii de informații militare își formează nu numai o idee despre grupul oponent al forțelor inamice, dar sunt și capabili să determine începutul Armaghedonului atomic.

Analiza spectrului

După cum sa arătat mai sus, analiza spectrală, în special în domeniul frecvenței radio și optice, este un mijloc puternic de obținere a informațiilor despre entitățile fizice și informaționale ale obiectelor - nu contează deloc dacă acestea se referă la obiecte fizice reale sau reprezintă spectre efemere de opinia publică obţinută prin sondaje. Analiza spectrală fizică modernă se bazează pe compararea semnăturilor - un fel de semnături spectrale digitale ale obiectelor.

Odată cu dezvoltarea metodelor radar, specialiștii militari, pe baza analizei spectrului de semnale reflectate, sunt capabili nu numai să detecteze o țintă aeriană și să determine azimutul și elevația acesteia. Cu întârzierea sosirii semnalului reflectat în raport cu pulsul de radiație, este posibil să se determine distanța până la țintă. Pe baza efectului Doppler, este posibil să se calculeze viteza de mișcare a acestuia și chiar să se determine tipul acesteia din semnăturile (spectrele) semnalelor reflectate.

Cu toate acestea, exact aceleași metode sunt folosite în aviația civilă. O resursă excelentă flightradar24.com vă permite să urmăriți zborurile aeronavei în timp aproape real, oferind o mulțime de informații legate, cum ar fi: cursul aeronavei și tipul acesteia, altitudinea și viteza de zbor; ora decolare și ora estimată de sosire; cât mai rămâne de zburat și chiar numele și prenumele comandantului aeronavei. Prin intermediul graficii computerizate, această resursă oferă traseul zborului și, atunci când măriți, puteți vedea chiar decolarea și aterizarea zborului în momentele potrivite.

Specialiștii în informații radio, pe baza unei analize subtile a spectrului de radiații, se angajează chiar să determine apartenența echipamentelor radio detectate la unitățile inamice corespunzătoare.

Sinteza spectrală

Sinteza spectrală a semnalelor se bazează pe analiza armonică a matematicianului francez Fourier și pe teorema omului de știință rus în domeniul ingineriei radio Kotelnikov, care, din păcate, are un alt nume în literatura tehnică în limba engleză - Nyquist- teorema Shannon. Analiza armonică presupune posibilitatea realizării unui semnal arbitrar complex cu un grad suficient de fidelitate cu un set finit de componente armonice cu parametri diferiți. Fără a intra în specificul prezentării materialului matematic, teorema lui Kotelnikov afirmă că pentru a reproduce un semnal armonic sunt suficiente mostre din acest semnal cu o frecvență dublată.

Sinteza semnalelor - citiți sinteza spectrelor - a devenit baza criptografiei computerizate moderne, a creării muzicii moderne și chiar a emulării obiectelor care emit reale cu omologii virtuali, sistemele de detectare a inamicului înșelătoare utilizate în războiul electronic modern (EW) .

În zilele noastre, metodele de transmitere a semnalelor prin canale de comunicație închise sunt strâns împletite cu metodele de transmitere a semnalelor asemănătoare zgomotului, care au un grad ridicat de imunitate la interferențe.

Listarea acestora depășește sfera acestui articol; cu toate acestea, trebuie să vă asigurăm că, folosind comunicațiile mobile, utilizați din plin transformările spectrului semnalului acustic conform anumitor algoritmi matematici cu un grad ridicat de protecție împotriva decriptării.

Câteva experimente cu spectre

În concluzie, vom efectua mai multe experimente cu spectre optice.

Experimentul 1. Descompunerea luminii solare și calibrarea unui spectrograf simplu de casă

Cu o prismă optică triunghiulară sau un vechi CD sau DVD nedorit, puteți repeta experiența lui Sir Isaac Newton de a descompune lumina solară. Vom folosi CD, deoarece este mai ușor. De asemenea, avem nevoie de o diafragmă la intrarea în spectrograful nostru și de un tub dintr-un material opac, precum cartonul. Pentru a realiza o diafragmă, este suficient să tăiați o fante într-o placă din orice material opac optic cu un cuțit sau bisturiu, de care apoi lipiți o pereche de lame. Această fantă va acționa ca un colimator. Atașăm o placă cu fantă pe un tub de carton de aproximativ 20 cm lungime. Un fascicul paralel de lumină solară sau altă sursă de lumină obținută după colimator trebuie direcționat către o bucată de disc, pe care o atașăm la celălalt capăt al tubului la un unghi de 60-80 ° față de fasciculul de lumină din fantă (selectat experimental) ... Închidem al doilea capăt cu un capac. Pentru a vizualiza sau fotografia spectrul, trebuie să tăiați o gaură în tub, așa cum se arată în imagine. Gata, spectrograful nostru este gata. Putem observa și fotografia o bandă colorată de spectru continuu de lumină solară, cu tranziții netede între culorile de la violet la roșu. Spectrul arată clar linii de absorbție Fraunhofer întunecate.

Pentru a calibra cel mai simplu spectrograf al nostru, vom folosi trei pointeri laser - roșu, verde și violet cu lungimi de undă de 670, 532 și, respectiv, 405 nm.

Experimentul 2. Descompunerea luminii dintr-un LED „alb”.

Să înlocuim sursa de lumină naturală. Ca înlocuitor, folosim un LED cu o putere de radiație de 5 W cu o strălucire albă. Această lumină se obține cel mai adesea prin transformarea emisiei unui LED albastru de către fosforul care îl acoperă în lumină albă „caldă” sau „rece”.

Când se aplică tensiunea corespunzătoare la bornele LED-urilor, pe ecran poate fi observat spectrul de radiații cu o intensitate caracteristică neuniformă a culorii.

Experiența 3. Spectrul de emisie al unei lămpi fluorescente

Să vedem cum arată spectrul unei lămpi fluorescente compacte cu o temperatură de culoare normalizată de 4100 K. Observăm un spectru de linii.

Articolele Unit Converter au fost editate și ilustrate de Anatoly Zolotkov

Vi se pare dificil să traduceți o unitate de măsură dintr-o limbă în alta? Colegii sunt gata să vă ajute. Postați o întrebare la TCTermsși vei primi un răspuns în câteva minute.

Conceptul de frecvență și perioadă a unui semnal periodic. Unități. (10+)

Frecvența și perioada semnalului. Concept. Unități

Materialul este o explicație și o completare la articol:
Unităţi de măsură ale mărimilor fizice în electronică
Unitățile de măsură și raportul mărimilor fizice utilizate în ingineria radio.

În natură, se găsesc adesea procese periodice. Aceasta înseamnă că un parametru care caracterizează procesul se modifică conform unei legi periodice, adică egalitatea este adevărată:

Determinarea frecvenței și perioadei

F (t) = F (t + T) (relația 1), unde t este timpul, F (t) este valoarea parametrului la momentul t și T este o constantă.

Este clar că dacă egalitatea anterioară este adevărată, atunci este de asemenea adevărată următoarele:

F (t) = F (t + 2T) Deci, dacă T este valoarea minimă a unei constante la care relația 1 este satisfăcută, atunci vom numi T perioadă

În electronică, investigăm curentul și tensiunea, astfel încât semnalele periodice vor fi considerate semnale pentru tensiune sau curent în care relația 1 este adevărată.

Din păcate, în articole se întâlnesc periodic erori, se corectează, se completează articolele, se dezvoltă, se pregătesc altele noi. Abonează-te la știri pentru a fi la curent.

Dacă ceva nu este clar, asigurați-vă că întrebați!
Pune o intrebare. Discuția articolului.

Mai multe articole

Generator de semnal cu ciclu de lucru variabil. Ajustarea coeficientului...
Circuit generator și ciclu de lucru reglabil cu impulsuri, controlat...

Relaxare tensiune dinți de ferăstrău, semnal, generator dinți de ferăstrău. Scheme...
Scheme și calculul generatoarelor de relaxare care formează o tensiune dinți de ferăstrău ...

PWM, controler PWM. Eroare amplificator. Frecvență. Se inversează, nu se inversează...
Controler PWM. Sincronizare. Părere. Setarea frecventei....

Repararea unei surse de alimentare comutatoare. Reparați sursa de alimentare sau transformați...

Amplificator de sunet cu comutare de rezistență. Pătrate. Difuzare. Sunet...
Amplificator de sunet cu comutare de rezistență pentru sunetul evenimentelor în masă, etc...

Convertor de tensiune a impulsurilor inversoare. Tasta de pornire - bi...
Cum să proiectați o sursă de alimentare cu comutație inversabilă. Cum să alegi puternic...

Căutarea, detectarea întreruperilor, întreruperilor în cablaj. Găsiți, căutați, găsiți...
Detalii, asamblare și reglare a dispozitivului pentru detectarea cablajului ascuns și a întreruperilor acestuia ...

Amplificatoare operaționale K544UD1, K544UD1A, K544UD1B, 544UD1, 544UD1A, 5 ...
Caracteristicile și aplicarea amplificatoarelor operaționale 544UD1. Pinout...

Siemens (simbol: Cm, S) este unitatea SI pentru măsurarea conductivității electrice, reciproca ohmului. Înainte de al Doilea Război Mondial (în URSS până în anii 1960), Siemens era o unitate de rezistență electrică corespunzătoare rezistenței ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Becquerel. Becquerel (simbol: Bq, Bq) este o unitate de măsură a activității unei surse radioactive în Sistemul Internațional de Unități (SI). Un becquerel este definit ca activitatea unei surse, în ...... Wikipedia

Candela (simbol: cd, cd) este una dintre cele șapte unități de bază ale sistemului SI, egală cu intensitatea luminii emise într-o direcție dată de o sursă de radiație monocromatică cu o frecvență de 540 · 1012 herți, intensitatea energetică a care se află în această ...... Wikipedia

Sievert (simbol: Sv, Sv) este o unitate de măsură a dozelor efective și echivalente de radiații ionizante în Sistemul Internațional de Unități (SI), utilizată din 1979. 1 sievert este cantitatea de energie absorbită de un kilogram ... . .. Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Newton. Newton (simbol: N) este o unitate de măsură a forței în Sistemul Internațional de Unități (SI). Nume internațional acceptat newton (simbol: N). Unitate derivată Newton. Bazat pe a doua ... ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Siemens. Siemens (denumire rusă: Cm; desemnare internațională: S) este o unitate de măsurare a conductivității electrice în Sistemul Internațional de Unități (SI), reciproca ohmului. Prin altele ...... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Pascal (dezambiguizare). Pascal (simbol: Pa, internațional: Pa) este o unitate de măsură a presiunii (stresul mecanic) în Sistemul Internațional de Unități (SI). Pascal este egal cu presiunea ...... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Tesla. Tesla (denumirea rusă: T; denumirea internațională: T) este o unitate de măsură a inducției câmpului magnetic în Sistemul internațional de unități (SI), numeric egală cu inducerea unui astfel de ... ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Gray. Gri (simbol: Gy, Gy) este o unitate de măsură a dozei absorbite de radiații ionizante în Sistemul Internațional de Unități (SI). Doza absorbită este egală cu un gri, dacă ca rezultat ...... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Weber. Weber (simbol: Wb, Wb) este o unitate SI de măsurare a fluxului magnetic. Prin definiție, o modificare a fluxului magnetic printr-o buclă închisă la o viteză de un weber pe secundă duce la ...... Wikipedia