Sonnenstrahlungsmesser (Luxmeter)

Um technisches und wissenschaftliches Personal zu unterstützen, wurden viele Messgeräte entwickelt, um Genauigkeit, Komfort und Effizienz zu gewährleisten. Gleichzeitig sind den meisten Menschen die Namen dieser Geräte und vor allem das Funktionsprinzip oft unbekannt. In diesem Artikel verraten wir kurz den Einsatzzweck der gängigsten Messgeräte. Informationen und Bilder von Geräten wurden uns von der Website eines der Anbieter von Messgeräten mitgeteilt.

Spektrumanalysator- Dies ist ein Messgerät, das dazu dient, die relative Verteilung der Energie elektrischer (elektromagnetischer) Schwingungen im Frequenzband zu beobachten und zu messen.

Windmesser- ein Gerät zur Messung der Geschwindigkeit und des Volumens des Luftstroms in einem Raum. Das Anemometer wird zur sanitären und hygienischen Analyse von Territorien verwendet.

Balometer– ein Messgerät zur direkten Messung des Luftvolumenstroms an großen Zu- und Abluftgittern.

Voltmeter ist ein Gerät, das Spannung misst.

Gasanalysator- ein Messgerät zur Bestimmung der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung von Gasgemischen. Gasanalysatoren sind entweder manuell oder automatisch. Beispiele für Gasanalysatoren: Freon-Lecksucher, Kohlenwasserstoff-Lecksucher, Partikelzahl-Analysator, Rauchgas-Analysator, Sauerstoffmesser, Wasserstoffmesser.

Hygrometer ist ein Messgerät, das zur Messung und Kontrolle der Luftfeuchtigkeit dient.

Entfernungsmesser- ein Gerät, das Entfernungen misst. Mit dem Entfernungsmesser können Sie auch die Fläche und das Volumen eines Objekts berechnen.

Dosimeter- ein Gerät zum Nachweis und zur Messung radioaktiver Emissionen.

RLC-Meter- ein Funkmessgerät zur Bestimmung der Gesamtleitfähigkeit eines Stromkreises und der Impedanzparameter. RLC im Namen ist eine Abkürzung für die Schaltungsnamen von Elementen, deren Parameter mit diesem Gerät gemessen werden können: R - Widerstand, C - Kapazität, L - Induktivität.

Leistungsmesser- ein Gerät, das zur Messung der Leistung elektromagnetischer Schwingungen von Generatoren, Verstärkern, Funksendern und anderen Geräten dient, die im Hochfrequenz-, Mikrowellen- und optischen Bereich arbeiten. Arten von Zählern: Stromzähler und übertragene Stromzähler.

THD-Meter- ein Gerät zur Messung des nichtlinearen Verzerrungskoeffizienten (Oberschwingungskoeffizient) von Signalen in funktechnischen Geräten.

Kalibrator- ein spezielles Normalmaß, das zur Eichung, Kalibrierung oder Graduierung von Messgeräten verwendet wird.

Ohmmeter oder Widerstandsmesser ist ein Gerät zur Messung des Widerstands gegen elektrischen Strom in Ohm. Arten von Ohmmetern je nach Empfindlichkeit: Megaohmmeter, Gigaohmmeter, Teraohmmeter, Milliohmmeter, Mikroohmmeter.

Stromklemme- ein Werkzeug, das dazu bestimmt ist, die Stromstärke zu messen, die in einem Leiter fließt. Mit Stromzangen können Sie messen, ohne den Stromkreis zu unterbrechen und ohne seinen Betrieb zu stören.

Dickenmesser- Dies ist ein Gerät, mit dem Sie mit hoher Genauigkeit und ohne Verletzung der Integrität der Beschichtung ihre Dicke auf einer Metalloberfläche messen können (z. B. eine Farb- oder Lackschicht, eine Rostschicht, eine Grundierung oder etwas anderes). andere nichtmetallische Beschichtungen, die auf eine Metalloberfläche aufgetragen werden).

Luxmeter- Dies ist ein Gerät zur Messung des Beleuchtungsgrades im sichtbaren Bereich des Spektrums. Lichtmesser sind digitale, hochempfindliche Geräte wie Luxmeter, Helligkeitsmesser, Impulsmesser, UV-Radiometer.

Druckanzeige- ein Gerät, das den Druck von Flüssigkeiten und Gasen misst. Arten von Manometern: allgemein technisch, korrosionsbeständig, Manometer, Elektrokontakt.

Multimeter- Dies ist ein tragbares Voltmeter, das mehrere Funktionen gleichzeitig ausführt. Das Multimeter ist für die Messung von Gleich- und Wechselspannung, Strom, Widerstand, Frequenz und Temperatur ausgelegt und ermöglicht auch die Durchführung von Durchgangs- und Diodenprüfungen.

Oszilloskop- Dies ist ein Messgerät, mit dem Sie die Amplituden- und Zeitparameter eines elektrischen Signals überwachen und aufzeichnen und messen können. Arten von Oszilloskopen: analog und digital, tragbar und Desktop

Pyrometer ist ein Gerät zur berührungslosen Temperaturmessung eines Objekts. Das Funktionsprinzip des Pyrometers basiert auf der Messung der thermischen Strahlungsleistung des Messobjekts im Bereich der Infrarotstrahlung und des sichtbaren Lichts. Die Genauigkeit der Temperaturmessung auf Distanz hängt von der optischen Auflösung ab.

Geschwindigkeitsmesser- Dies ist ein Gerät, mit dem Sie die Rotationsgeschwindigkeit und die Anzahl der Umdrehungen von Rotationsmechanismen messen können. Arten von Tachometern: Kontakt und berührungslos.

Wärmebildkamera- Dies ist ein Gerät, das dazu bestimmt ist, erhitzte Objekte durch ihre eigene Wärmestrahlung zu beobachten. Mit der Wärmebildkamera können Sie Infrarotstrahlung in elektrische Signale umwandeln, die wiederum nach Verstärkung und automatischer Verarbeitung in ein sichtbares Bild von Objekten umgewandelt werden.

Thermo-Hygrometer ist ein Messgerät, das gleichzeitig Temperatur und Luftfeuchtigkeit misst.

Detektor für Straßenmängel- Dies ist ein universelles Messgerät, mit dem Sie den Ort und die Richtung von Kabelleitungen und Metallrohrleitungen auf dem Boden sowie den Ort und die Art ihrer Beschädigung bestimmen können.

pH-meter ist ein Messgerät zur Messung des Wasserstoffindex (pH-Index).

Frequenzmesser– ein Messgerät zur Bestimmung der Frequenz eines periodischen Vorgangs oder der Frequenzen der harmonischen Komponenten des Signalspektrums.

Schallpegelmesser- ein Gerät zur Messung von Schallschwingungen.

Tabelle: Maßeinheiten und Bezeichnungen einiger physikalischer Größen.

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Wie wirkt ein Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter?

Ein Magnetfeld wirkt mit einer gewissen Kraft auf jeden stromdurchflossenen Leiter, der sich in diesem Feld befindet.

1. Wie zeigt man, dass ein Magnetfeld auf einen in diesem Feld befindlichen stromdurchflossenen Leiter wirkt?

Der Leiter muss an flexiblen Drähten aufgehängt werden, die an eine Stromquelle angeschlossen sind.
Wenn dieser Leiter mit Strom zwischen die Pole eines bogenförmigen Permanentmagneten gebracht wird, beginnt er sich zu bewegen.
Damit ist bewiesen, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter ein Magnetfeld wirkt.

2. Was bestimmt die Bewegungsrichtung eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld?

Die Bewegungsrichtung eines Leiters mit Strom in einem Magnetfeld hängt von der Richtung des Stroms im Leiter und von der Position der Pole des Magneten ab.

3. Mit welchem ​​Gerät lässt sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld drehen?

Das Gerät, an dem es möglich ist, die Drehung eines Leiters mit Strom in einem Magnetfeld durchzuführen, besteht aus einem rechteckigen Rahmen, der auf einer vertikalen Achse montiert ist.
Auf den Rahmen wird eine Wicklung gelegt, die aus mehreren zehn Drahtwindungen besteht, die mit einer Isolierung bedeckt sind.
Da der Strom in der Schaltung vom positiven Pol der Quelle zum negativen geleitet wird, hat der Strom in gegenüberliegenden Teilen des Rahmens die entgegengesetzte Richtung.
Daher wirken die Kräfte des Magnetfelds auch auf diese Seiten des Rahmens in entgegengesetzte Richtungen.
Als Ergebnis beginnt sich der Rahmen zu drehen.

4. Mit Hilfe welcher Vorrichtung im Rahmen ändern sie die Richtung des Stroms alle halbe Umdrehung?

Der Rahmen mit der Wicklung ist über Halbringe und Bürsten mit dem Stromkreis verbunden, wodurch Sie die Richtung des Stroms in der Wicklung jede halbe Umdrehung ändern können:
- ein Ende der Wicklung ist mit einem Metallhalbring verbunden, das andere - mit dem anderen;
- Halbringe drehen sich mit einem Rahmen an Ort und Stelle;
- jeder Halbring wird gegen eine Metallplattenbürste gedrückt und gleitet während der Drehung daran entlang;
- Eine Bürste ist immer mit dem Pluspol der Quelle und die andere mit dem Minuspol verbunden;
- Wenn der Rahmen gedreht wird, drehen sich die Halbringe mit und drücken jeweils gegen die andere Bürste;
- Infolgedessen ändert der Strom im Rahmen die entgegengesetzte Richtung.
Bei diesem Design dreht sich der Rahmen ständig in eine Richtung.

5. Wie funktioniert ein technischer Elektromotor?

Die Drehung einer Spule mit Strom in einem Magnetfeld wird in der Vorrichtung eines Elektromotors verwendet.
Bei Elektromotoren besteht die Wicklung aus einer Vielzahl von Drahtwindungen.
Sie werden in Schlitze an der Seitenfläche des Eisenzylinders eingesetzt.
Dieser Zylinder wird benötigt, um das Magnetfeld zu verstärken.
Der Wickelzylinder wird als Motoranker bezeichnet.
Das Magnetfeld, in dem sich der Anker eines solchen Motors dreht, wird von einem starken Elektromagneten erzeugt.
Der Elektromagnet und die Ankerwicklung werden von derselben Stromquelle gespeist.
Die Motorwelle (die Achse des Eisenzylinders) überträgt die Rotation auf die Nutzlast.

§61. Einwirkung eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter. Elektromotor
Fragen
1. Wie zeigt man, dass ein Magnetfeld auf einen in diesem Feld befindlichen stromdurchflossenen Leiter wirkt?
1. Wenn Sie den Leiter an dünnen flexiblen Drähten im Magnetfeld eines Permanentmagneten aufhängen, weicht er beim Einschalten des elektrischen Stroms im Netzwerk mit dem Leiter ab, was die Wechselwirkung der Magnetfelder des Leiters und demonstriert der Magnet.
2. Erklären Sie anhand von Abbildung 117, was die Bewegungsrichtung eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld bestimmt.
2. Die Bewegungsrichtung eines Leiters mit Strom in einem Magnetfeld hängt von der Richtung des Stroms und von der Position der Magnetpole ab.
3. Mit welchem ​​Gerät lässt sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld drehen? Welches Gerät wird in der Schleife verwendet, um die Richtung des Stroms jede halbe Umdrehung zu ändern?
3. Es ist möglich, die Rotation eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld mit der in Abb. 1 gezeigten Vorrichtung durchzuführen. 115, bei dem ein Rahmen mit einer isolierten Wicklung über leitfähige Halbringe und Bürsten mit dem Netzwerk verbunden ist, wodurch Sie die Stromrichtung in der Wicklung in einer halben Umdrehung ändern können. Dadurch dreht sich der Rahmen die ganze Zeit in eine Richtung.
4. Beschreiben Sie das Gerät eines technischen Elektromotors.
4. Ein technischer Elektromotor enthält einen Anker - dies ist ein Eisenzylinder mit Schlitzen entlang der Seitenfläche, in die die Wicklungswindungen passen. Der Anker selbst dreht sich in einem Magnetfeld, das von einem starken Elektromagneten erzeugt wird. Die Motorwelle, die entlang der Mittelachse des Eisenzylinders verläuft, ist mit der Vorrichtung verbunden, die vom Motor in Drehung versetzt wird.
5. Wo werden Elektromotoren eingesetzt? Was sind ihre Vorteile gegenüber thermischen?
5. Gleichstrommotoren werden besonders häufig im Transportwesen (Straßenbahnen, Trolleybusse, Elektrolokomotiven), in der Industrie (zum Pumpen von Öl aus einem Brunnen) im Alltag (in Elektrorasierern) eingesetzt. Elektromotoren sind im Vergleich zu thermischen Motoren kleiner und haben auch einen viel höheren Wirkungsgrad, außerdem emittieren sie keine Gase, Rauch und Dampf, d.h. sie sind umweltfreundlicher.
6. Wer und wann erfand den ersten praxistauglichen Elektromotor?
6. Der erste für die Praxis geeignete Elektromotor wurde 1834 von einem russischen Wissenschaftler - Boris Semenovich Jacobi - erfunden. Aufgabe 11

1. In Abb. 117 zeigt ein Diagramm eines elektrischen Messgeräts. Darin wird der Rahmen mit der Wicklung im ausgeschalteten Zustand durch Federn in einer horizontalen Position gehalten, während der starr mit dem Rahmen verbundene Pfeil den Nullwert der Skala anzeigt. Der gesamte Kernrahmen wird zwischen die Pole eines Permanentmagneten gelegt. Wenn das Gerät mit dem Netzwerk verbunden ist, interagiert der Strom im Rahmen mit dem Magnetfeld, dem Rahmen mit der Wicklung dreht sich und der Pfeil dreht sich auf der Skala, und zwar in verschiedene Richtungen, je nach Stromrichtung und Winkel hängt von der Größe des Stroms ab.

2. In Abb. 118 zeigt eine automatische Vorrichtung zum Einschalten der Glocke, wenn die Temperatur die zulässige überschreitet. Es besteht aus zwei Netzwerken. Der erste enthält ein spezielles Quecksilberthermometer, das dazu dient, diesen Stromkreis zu schließen, wenn das Quecksilber im Thermometer über einen bestimmten Wert ansteigt, eine Stromquelle, einen Elektromagneten, dessen Anker den zweiten Stromkreis schließt, der außer dem Anker enthält , eine Glocke und eine Stromquelle. Sie können eine solche automatische Maschine in Gewächshäusern und Inkubatoren verwenden, wo es sehr wichtig ist, die Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur zu überwachen.

Geräte, deren Hauptzweck darin besteht, die Dosisleistung von Strahlung (Alpha, Beta und Gamma, unter Berücksichtigung von Röntgenstrahlen) zu messen und dadurch die Radioaktivität verdächtiger Objekte zu überprüfen.
Dosimetrische Geräte werden verwendet, um die Strahlungspegel am Boden, den Kontaminationsgrad von Kleidung, menschlicher Haut, Lebensmitteln, Wasser, Futter, Transportmitteln und anderen verschiedenen Gegenständen und Gegenständen zu bestimmen sowie die Dosen der radioaktiven Exposition von Menschen zu messen wenn sie sich an Gegenständen und Bereichen befinden, die mit radioaktiven Stoffen kontaminiert sind.

Sie dienen der chemischen Analyse der Luft, die Aufschluss über die qualitative und quantitative Zusammensetzung von Schadstoffen gibt und eine Vorhersage des Verschmutzungsgrades erlaubt. Zu den wichtigsten internen Schadstoffen gehören Einrichtungsgegenstände, Möbel, Boden- und Deckenbeläge, Bau- und Ausbaumaterialien. Die chemische Analyse der Luft zeigt Indikatoren wie Staub, Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid, Kohlenmonoxid, Phenol, Ammoniak, Chlorwasserstoff, Formaldehyd, Benzol, Toluol usw.

Instrumente zur Messung des Wasserstoffindex (pH-Index). Untersuchen Sie die Aktivität von Wasserstoffionen in Lösungen, Wasser, Lebensmitteln und Rohstoffen, Umweltobjekten und Produktionssystemen, auch in aggressiven Umgebungen.

Dienen zur Beurteilung der Trinkwasserqualität. Zeigen Sie die Menge an anorganischen Verunreinigungen, die in Wasser suspendiert sind, hauptsächlich Salze verschiedener Metalle. Im Alltag werden sie zur Bestimmung der Qualität von Leitungswasser, Flaschenwasser sowie zur Kontrolle der Wirksamkeit von Wasseraufbereitungsfiltern verwendet.

Tragbare Instrumente zur exakten Messung des Schallpegels. Lärm wird als Umweltschadstoff bezeichnet. Es ist auch schädlich wie Tabakrauch, wie Abgase, wie Strahlungsaktivität. Lärm kann insgesamt vier Arten von Quellen haben. Daher ist es üblich, es zu unterteilen in: mechanisch, hydromechanisch, aerodynamisch und elektromagnetisch. Moderne Geräte sind in der Lage, den Geräuschpegel aller Mechanismen zu bestimmen: Land, Wasser und sogar Stromleitungen. Mit dem Gerät können Sie die Lautstärke objektiv messen.

Tragbare Geräte zur Messung des genauen Beleuchtungsniveaus, das von verschiedenen Lichtquellen erzeugt wird. Der Anwendungsbereich von Luxmetern ist groß, was sich vor allem durch ihre hohe spektrale Empfindlichkeit erklärt, die an die Empfindlichkeit des menschlichen Auges heranreicht. Es sollte daran erinnert werden, dass einige Quellen von Beleuchtungsgeräten, Halogen-, Leuchtstoff- und sogar LED-Lampen nach einiger Betriebszeit eine erhebliche Menge an Lichtstrom verlieren und sich die Gesamtbeleuchtung im Raum verschlechtern kann. Dies verringert nicht nur die Sehschärfe einer Person, sondern wirkt sich auch auf ihre Ermüdung aus. Die Beleuchtung sollte ständig überwacht werden.

Geräte zur schnellen Bestimmung des Nitratgehalts in Gemüse, Obst, Fleisch und anderen Lebensmitteln. Vor nicht allzu langer Zeit war für solche Studien ein ganzes Labor erforderlich, heute ist dies mit einem kompakten Gerät möglich.
Tragbare Nitratmessgeräte erfreuen sich aufgrund ihrer Kompaktheit, geringen Kosten und Benutzerfreundlichkeit großer Beliebtheit. Nitrate sind in vielen Düngemitteln enthalten, die aktiv in der Landwirtschaft eingesetzt werden, um die Ernteerträge zu steigern. Aus diesem Grund werden Nitrate in Gemüse und Früchten oft in signifikanten Konzentrationen gefunden. Nitrate, die mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, können in großen Mengen Nitratvergiftungen, verschiedene Störungen und chronische Krankheiten verursachen.
Der Nitratindikator hilft Ihnen, gefährliche Produkte rechtzeitig zu erkennen und sich vor einer Nitratvergiftung zu schützen.

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Für Wellen im Meter- und Dezimeterbereich ist die Ionosphäre transparent. Die Kommunikation auf diesen Wellen erfolgt nur in Sichtweite. Aus diesem Grund werden Fernsehsendeantennen auf hohen Fernsehtürmen aufgestellt, und für die Fernsehübertragung über große Entfernungen müssen sie gebaut werden Relaisstationen Empfangen und dann Senden eines Signals.

Dabei werden derzeit Wellen mit einer Länge von weniger als einem Meter für den Langstreckenfunk genutzt. Künstliche Erdsatelliten kommen zur Rettung. Die für die Funkkommunikation verwendeten Satelliten werden in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht, deren Umlaufzeit mit der Umlaufzeit der Erde um ihre eigene Achse zusammenfällt (ca. 24 Stunden). Dadurch dreht sich der Satellit mit der Erde und schwebt somit über einem bestimmten Punkt auf der Erde, der sich am Äquator befindet. Der Radius der geostationären Umlaufbahn beträgt etwa 40.000 km. Ein solcher Satellit empfängt ein Signal von der Erde und leitet es dann zurück. Satellitenfernsehen ist bereits weit verbreitet, in jeder Stadt kann man "Schüsseln" sehen - Antennen zum Empfangen von Satellitensignalen. Neben Fernsehsignalen werden jedoch viele andere Signale über Satelliten übertragen, insbesondere Internetsignale, und es wird mit Schiffen kommuniziert, die sich auf Meeren und Ozeanen befinden. Diese Verbindung erweist sich als zuverlässiger als die Kurzwellenkommunikation. Merkmale der Ausbreitung von Funkwellen sind in Abb. 3 dargestellt.

Alle Funkwellen werden je nach Länge in mehrere Bereiche eingeteilt. Die Namen der Reichweiten, die Eigenschaften der Ausbreitung von Funkwellen und die charakteristischen Einsatzgebiete der Wellen sind in der Tabelle angegeben.

Radiowellenbänder
Wellenbereich	Wellenlängen	Ausbreitungseigenschaften	Verwendungszweck
		Sie umrunden die Erdoberfläche und Hindernisse (Berge, Gebäude)	Rundfunk
		Rundfunk, Funkverkehr
Kurz		Geradlinige Ausbreitung, reflektiert von der Ionosphäre.
Ultrakurz	1 - 10 m (Meter)	Geradlinige Ausbreitung durch die Ionosphäre.	Rundfunk, Fernsehübertragung, Funkkommunikation, Radar.
1 - 10 dm (Dezimeter)
1 - 10 cm (Zentimeter)
1 - 10 mm (Millimeter)

Die Erzeugung von Radiowellen erfolgt durch die Bewegung geladener Teilchen mit Beschleunigung. Eine Welle einer bestimmten Frequenz wird durch die Schwingungsbewegung geladener Teilchen mit dieser Frequenz erzeugt. Wenn eine Radiowelle auf freie geladene Teilchen einwirkt, entsteht ein Wechselstrom mit der gleichen Frequenz wie die Frequenz der Welle. Dieser Strom kann vom Empfangsgerät registriert werden. Funkwellen unterschiedlicher Reichweite breiten sich in der Nähe der Erdoberfläche unterschiedlich aus.

1. Welche Frequenz entspricht den kürzesten und längsten Funkwellen?

2. * Formulieren Sie eine Hypothese, was die Grenze der von der Ionosphäre reflektierten Radiowellenlängen bestimmen kann.

3. Welche Reichweiten von Wellen, die aus dem Weltraum zu uns kommen, können wir mit bodengestützten Empfängern empfangen?

§26. Die Verwendung von Funkwellen.

(Lektion-Vortrag).

Hier gibt es ein Radio, aber kein Glück.

I. Ilf, E. Petrov

Wie können Informationen mit Funkwellen übertragen werden? Was ist die Grundlage für die Übermittlung von Informationen mit künstlichen Erdsatelliten? Was sind die Prinzipien von Radar und welche Möglichkeiten bietet Radar?

Funkkommunikation. Radar. Wellenmodulation.

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Alexander Stepanovich Popov (1859 - 1906) - berühmter russischer Physiker, Erfinder des Radios. Durchführung der ersten Experimente zur praktischen Anwendung von Radiowellen. 1986 demonstrierte er den ersten Funktelegrafen.

Verbesserte Konstruktionen von Funksendern und Funkempfängern wurden von dem Italiener Marconi entwickelt, dem es 1921 gelang, eine regelmäßige Kommunikation zwischen Europa und Amerika aufzubauen.

Prinzipien der Wellenmodulation.

Die Hauptaufgabe von Funkwellen ist die Übertragung einiger Informationen über eine Entfernung. Eine monochromatische Radiowelle einer bestimmten Länge ist eine sinusförmige Schwingung des elektromagnetischen Feldes und trägt keine Informationen. Damit eine solche Welle Informationen tragen kann, muss sie irgendwie verändert oder, wissenschaftlich ausgedrückt, modulieren(von Lat. Modulation - Dimension, Dimension). Das einfachste Radiowellenmodulation wurde in den ersten Funktelegraphen verwendet, für die Morsecode verwendet wurde. Mit dem Schlüssel wurden die Funksender für längere oder kürzere Zeit eingeschaltet. Lange Intervalle entsprachen dem Strichzeichen und kurze Intervalle dem Punktzeichen. Jeder Buchstabe des Alphabets war mit einer bestimmten Reihe von Punkten und Strichen verbunden, die mit einer bestimmten Lücke einhergingen. Auf Abb. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm der Schwingungen einer Welle, die ein Strich-Punkt-Punkt-Strich-Signal überträgt. (Beachten Sie, dass in einem echten Signal eine viel größere Anzahl von Schwingungen in einen Punkt oder Strich passt).

Natürlich war es unmöglich, Sprache oder Musik mit einem solchen Signal zu übertragen, also begann man später, eine andere Modulation zu verwenden. Wie Sie wissen, ist Schall eine Druckwelle. Beispielsweise entspricht ein dem Ton der ersten Oktave entsprechender reiner Ton einer Welle, deren Druck sich nach einem Sinusgesetz mit einer Frequenz von 440 Hz ändert. Mit Hilfe eines Geräts - einem Mikrofon (aus dem Griechischen Mikros - klein, Telefon - Ton) können Druckschwankungen in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, das eine Spannungsänderung mit der gleichen Frequenz ist. Diese Schwingungen können der Schwingung einer Radiowelle überlagert werden. Ein solches Modulationsverfahren ist in Abb. 2. Elektrische Signale, die Sprache, Musik sowie dem Bild entsprechen, haben eine komplexere Form, aber das Wesentliche der Modulation bleibt unverändert - die Hüllkurve der Funkwellenamplitude wiederholt die Form des Informationssignals.

Später wurden verschiedene andere Modulationsverfahren entwickelt, bei denen sich nicht nur die Amplitude der Welle ändert, wie in den Bildern 1 und 2, sondern auch die Frequenz, wodurch es möglich wurde, beispielsweise ein komplexes Fernsehsignal zu übertragen, das Bildinformationen trägt .

Gegenwärtig gibt es eine Tendenz, zu den ursprünglichen "Punkten" und "Strichen" zurückzukehren. Tatsache ist, dass beliebige Ton- und Bildinformationen als Zahlenfolge kodiert werden können. Es ist diese Codierung, die in modernen Computern durchgeführt wird. Beispielsweise besteht ein Bild auf einem Computerbildschirm aus vielen Punkten, von denen jeder in einer anderen Farbe leuchtet. Jede Farbe ist mit einer bestimmten Zahl codiert, und somit kann das gesamte Bild als eine Folge von Zahlen dargestellt werden, die Punkten auf dem Bildschirm entsprechen. In einem Computer werden alle Zahlen im binären Einheitensystem gespeichert und verarbeitet, das heißt, es werden die zwei Ziffern 0 und 1 verwendet, die offensichtlich den Punkten und Strichen des Morsecodes ähneln. Digital codierte Signale haben viele Vorteile – sie sind weniger anfällig für Verzerrungen während der Funkübertragung und können von modernen elektronischen Geräten problemlos verarbeitet werden. Aus diesem Grund verwenden moderne Mobiltelefone sowie die Übertragung von Bildern über Satelliten ein digitales Format.

Die meisten von Ihnen haben wahrscheinlich Ihr Radio oder Ihren Fernseher auf irgendein Programm eingestellt, einige benutzten Mobiltelefone. Unser Äther ist mit einer Vielzahl von Funksignalen gefüllt, und ihre Zahl nimmt ständig zu. Ist es dort nicht „eng“ für sie? Gibt es Beschränkungen bei der Anzahl gleichzeitig betriebener Radio- und TV-Sender?

Es stellt sich heraus, dass die Anzahl gleichzeitig arbeitender Sender begrenzt ist. Tatsache ist, dass eine elektromagnetische Welle, wenn sie Informationen trägt, durch ein bestimmtes Signal moduliert wird. Eine solche modulierte Welle kann keiner fest definierten Frequenz oder Länge mehr zugeordnet werden. Zum Beispiel, wenn die Welle a in Fig. 2 hat eine Frequenz w, die im Bereich von Funkwellen liegen, und das Signal b hat eine Frequenz W im Bereich der Schallwellen liegen (von 20 Hz bis 20 kHz), dann die modulierte Welle in ist eigentlich drei Radiowellen mit Frequenzen w-W, w und w+W. Je mehr Informationen eine Welle enthält, desto größer ist der Frequenzbereich, den sie einnimmt. Bei der Tonübertragung reicht ein Bereich von ca. 16 kHz aus, ein Fernsehsignal belegt bereits einen Bereich von ca. 8 MHz, also das 500-fache. Deshalb ist die Übertragung eines Fernsehsignals nur im Bereich ultrakurzer (Meter- und Dezimeter-)Wellen möglich.

Überlappen sich die Signalbänder zweier Sender, dann interferieren die Wellen dieser Sender. Störungen verursachen Störungen beim Empfang von Wellen. Damit sich die übertragenen Signale nicht gegenseitig beeinflussen, dh damit die übertragenen Informationen nicht verzerrt werden, sollten sich die von Funkstationen belegten Bänder nicht überschneiden. Dies erlegt der Anzahl von Funksendern, die auf jedem Band arbeiten, eine Grenze auf.

Mit Hilfe von Funkwellen ist es möglich, verschiedene Informationen (Ton, Bild, Computerinformationen) zu übertragen, wofür es notwendig ist, die Wellen zu modulieren. Die modulierte Welle belegt ein bestimmtes Frequenzband. Damit sich die Wellen verschiedener Sender nicht stören, müssen sich ihre Frequenzen um einen Wert unterscheiden, der größer ist als das Frequenzband.

Prinzipien des Radars.

Eine weitere wichtige Anwendung von Funkwellen ist Radar, basierend auf der Fähigkeit von Funkwellen, von verschiedenen Objekten reflektiert zu werden. Mit Radar können Sie den Standort eines Objekts und seine Geschwindigkeit bestimmen. Für Radar werden Dezimeter- und Zentimeterwellen verwendet. Der Grund für diese Wahl ist sehr einfach, dass längere Wellen aufgrund des Beugungsphänomens Objekte (Flugzeuge, Schiffe, Autos) praktisch umrunden, ohne von ihnen reflektiert zu werden. Grundsätzlich lassen sich die Aufgaben des Radars auch mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Bereich des Spektrums lösen, also durch visuelle Beobachtung eines Objekts. Sichtbare Strahlung wird jedoch durch solche Bestandteile der Atmosphäre wie Wolken, Nebel, Staub, Rauch verzögert. Für Funkwellen sind diese Objekte vollständig transparent, was den Einsatz von Radar bei allen Wetterbedingungen ermöglicht.

Um den Standort zu bestimmen, müssen Sie die Richtung zum Objekt und die Entfernung dazu bestimmen. Das Problem der Entfernungsbestimmung ist einfach gelöst. Funkwellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, sodass die Welle das Objekt erreicht und in einer Zeit zurückkehrt, die der doppelten Entfernung zum Objekt geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit entspricht. Das Sendegerät sendet einen Funkimpuls in Richtung des Objekts, und das Empfangsgerät empfängt diesen Impuls mit derselben Antenne. Die Zeit zwischen Senden und Empfangen eines Funkimpulses wird automatisch in Distanz umgerechnet.

Um die Richtung zum Objekt zu bestimmen, werden eng gerichtete Antennen verwendet. Solche Antennen bilden eine Welle in Form eines schmalen Strahls, sodass das Objekt nur an einer bestimmten Stelle der Antenne in diesen Strahl eintritt (die Wirkung ähnelt dem Strahl einer Taschenlampe). Beim Radar "dreht" sich die Antenne, so dass der Wellenstrahl einen großen Raumbereich abtastet. Das Wort "rotiert" steht in Anführungszeichen, da bei modernen Antennen keine mechanische Drehung auftritt, die Richtwirkung der Antenne wird elektronisch geändert. Das Prinzip des Radars ist in Abb. 3.

Radar ermöglicht es, die Entfernung zum Objekt, die Richtung zum Objekt und die Geschwindigkeit des Objekts einzustellen. Aufgrund der Fähigkeit von Funkwellen, Wolken und Nebel ungehindert zu durchdringen, können Radartechniken bei allen Wetterbedingungen eingesetzt werden.

1. ○ Wie lang sind die Funkwellen, die für die Kommunikation verwendet werden?

2. ○ Wie „zwingt“ man eine Funkwelle, Informationen zu übertragen?

3. ○ Wie hoch ist die Anzahl der ausgestrahlten Radiosender?

4. Unter der Annahme, dass die Übertragungsfrequenz das 10-fache der vom Signal belegten Bandbreite betragen muss, berechnen Sie die Mindestwellenlänge für die Übertragung eines Fernsehsignals.

5. * Wie kann Radar die Geschwindigkeit eines Objekts bestimmen?

Abschnitt 27.Funktionsprinzipien der Mobiltelefonie.

(Praxisunterricht)

Wenn Edison solche Gespräche führen würde, würde die Welt weder ein Grammophon noch ein Telefon sehen.

I. Ilf, E. Petrov

Wie funktioniert das Handy? Welche Elemente sind in der Zusammensetzung eines Mobiltelefons enthalten und was ist ihr funktionaler Zweck? Wie sind die Perspektiven für die Entwicklung der Mobiltelefonie?

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Lebensweise.

1. Bei der Nutzung eines Mobiltelefons werden in unmittelbarer Nähe des Gehirns ständig Funkwellen ausgesendet. Derzeit sind sich die Wissenschaftler nicht einig über den Grad des Einflusses einer solchen Strahlung auf den Körper. Allerdings sollten Sie keine übermäßig langen Gespräche mit dem Handy führen!

2. Mobiltelefonsignale können verschiedene elektronische Geräte wie Navigationsgeräte stören. Einige Fluggesellschaften verbieten die Nutzung von Mobiltelefonen während des Fluges oder zu bestimmten Flugzeiten (Start, Landung). Wenn solche Verbote bestehen, beachten Sie diese, es ist in Ihrem Interesse!

3. Einige Teile des Mobilgeräts, wie z. B. das LCD-Display, können beschädigt werden, wenn sie starker Sonneneinstrahlung oder hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Andere Elemente, wie z. B. elektronische Schaltungen, die Signale umwandeln, können sich verschlechtern, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Schützen Sie Ihr Handy vor solchen schädlichen Einflüssen!

Antwort auf Aufgabe 1.

Im Vergleich zur herkömmlichen Telefonie erfordert die Mobiltelefonie nicht, dass der Teilnehmer eine Verbindung zu einer Leitung herstellt, die mit der Telefonzentrale verbunden ist (daher der Name - Mobil).

Im Vergleich zur Funkkommunikation:

1. Mit der Mobiltelefonie können Sie jeden Teilnehmer kontaktieren, der ein Mobiltelefon besitzt oder an eine kabelgebundene Telefonzentrale in fast allen Teilen der Welt angeschlossen ist.

2. Der Sender im Mobiltelefon muss nicht leistungsfähig sein und kann daher klein und leicht sein.
Antwort auf Aufgabe 2. Für den Mobilfunk sollten Ultrakurzwellen verwendet werden.
Antwort auf Aufgabe 3.

Antwort auf Aufgabe 4. Die Telefonzentrale muss Geräte umfassen, die elektromagnetische Wellen empfangen, verstärken und übertragen. Da die verwendeten Funkwellen über eine Sichtlinie verteilt werden, ist ein Netzwerk von Relaisstationen erforderlich. Um mit anderen Telefonstationen in entfernten Regionen zu kommunizieren, ist es notwendig, Zugang zum Intercity- und internationalen Netzwerk zu haben.

Antwort auf Aufgabe 5. Das Gerät muss Informationseingabe- und -ausgabegeräte enthalten, ein Gerät, das ein Informationssignal in eine Funkwelle umwandelt und eine Funkwelle wieder in ein Informationssignal umwandelt.
Antwort auf Aufgabe 6. Zunächst übermitteln und nehmen wir über das Telefon Toninformationen wahr. Der Apparat kann uns aber auch visuelle Informationen geben. Beispiele: die Telefonnummer, unter der wir angerufen werden, die Telefonnummer unseres Freundes, die wir in den Speicher unseres Telefons eingegeben haben. Moderne Geräte sind in der Lage, Videoinformationen wahrzunehmen, wofür eine Videokamera in sie eingebaut ist. Schließlich verwenden wir bei der Übermittlung von Informationen auch einen Sinn wie den Tastsinn. Um eine Nummer zu wählen, drücken wir die Tasten, auf denen Zahlen und Buchstaben angezeigt werden.
Antwort auf Aufgabe 7. Eingabe von Audioinformationen - Mikrofon, Toninformationsausgabe – Telefon, Eingabe von Videoinformationen Videokamera, Videoinformationsausgabe – Anzeige, sowie Schaltflächen zur Eingabe von Informationen in Form von Buchstaben und Zahlen.
Antwort auf Aufgabe 8.

(Das gepunktete Kästchen in der Abbildung bedeutet, dass dieses Gerät nicht unbedingt Teil eines Mobiltelefons ist).

§28. Geometrische Optik und optische Geräte.

(Lektion-Vortrag).

Dann, ohne Arbeit und Kosten zu sparen, gelang es mir, ein Instrument so perfekt zu machen, dass, wenn man es durchschaut, Objekte fast tausendmal größer und mehr als dreißigmal näher erscheinen als die natürlich gesehenen.

Galileo Galilei.

Wie werden Lichtphänomene aus Sicht der geometrischen Optik betrachtet? Was sind Linsen? In welchen Geräten werden sie verwendet? Wie wird eine visuelle Vergrößerung erreicht? Mit welchen Geräten erreichen Sie eine optische Steigerung? Geometrische Optik. Brennweite des Objektivs. Linse. CCD-Matrix. Beamer. Unterkunft. Okular.

Elemente der geometrischen Optik. Linse. Brennweite des Objektivs. Das Auge als optisches System. Optische Geräte . (Physik 7-9 Zellen). Naturwissenschaft 10, § 16.

Geometrische Optik und Linseneigenschaften.

Licht ist wie Radiowellen eine elektromagnetische Welle. Die Wellenlänge sichtbarer Strahlung beträgt jedoch einige Zehntel Mikrometer. Daher treten solche Wellenphänomene wie Interferenz und Beugung unter normalen Bedingungen praktisch nicht auf. Dies führte insbesondere dazu, dass die Wellennatur des Lichts lange Zeit nicht bekannt war und selbst Newton davon ausging, dass Licht ein Strom von Teilchen ist. Es wurde angenommen, dass sich diese Partikel in einer geraden Linie von einem Objekt zum anderen bewegen, und die Ströme dieser Partikel bilden Strahlen, die beobachtet werden können, wenn Licht durch ein kleines Loch geleitet wird. Diese Überlegung heißt geometrische Optik, im Gegensatz zur Wellenoptik, wo Licht als Welle behandelt wird.

Die geometrische Optik ermöglichte es, die Gesetze der Lichtreflexion und Lichtbrechung an der Grenze zwischen verschiedenen transparenten Stoffen nachzuweisen. Als Ergebnis wurden die Eigenschaften der Linsen erklärt, die Sie im Physikkurs studiert haben. Mit der Erfindung der Linsen begann die praktische Nutzung der Errungenschaften der Optik.

Erinnern wir uns, wie ein Bild in einer dünnen Sammellinse aufgebaut wird (siehe Abb. 1).

Das Objekt wird als ein Satz leuchtender Punkte dargestellt, und sein Bild wird durch Punkte aufgebaut. Um ein Punktbild zu zeichnen EIN Sie müssen zwei Strahlen verwenden. Ein Strahl verläuft parallel zur optischen Achse und passiert nach der Brechung in der Linse den Fokus F'. Der andere Strahl geht ohne Brechung durch die Mitte der Linse. Der Schnittpunkt dieser beiden Strahlen EIN' und wird das Bild des Punktes sein EIN. Verbleibende Punktpfeile, die an einem Punkt enden EIN sind auf ähnliche Weise aufgebaut, was zu einem Pfeil führt, der an einer Spitze endet EIN'. Beachten Sie, dass die Strahlen daher die Eigenschaft der Umkehrbarkeit haben, wenn die Quelle an einem Punkt platziert wird EIN’ , dann wird sein Bild auf den Punkt kommen EIN.

Entfernung von der Quelle zum Objektiv d bezogen auf den Abstand vom Bild zum Objektiv d¢ Verhältnis: 1/ d + 1/d¢ = 1/f, wo f – Brennweite, also der Abstand vom Brennpunkt der Linse zur Linse. Das Bild eines Objekts kann entweder verkleinert oder vergrößert werden. Der Koeffizient der Zunahme (Abnahme) ist leicht zu erhalten, basierend auf Abb. 1 und Ähnlichkeitseigenschaften von Dreiecken: G = d¢ /d. Aus den letzten beiden Formeln lässt sich folgende Eigenschaft ableiten: Das Bild wird verkleinert, wenn d>2f(in diesem Fall f< d¢ < 2f). Aus der Umkehrbarkeit des Strahlengangs folgt, dass das Bild vergrößert wird, wenn f< d< 2f(in diesem Fall d¢ > 2f). Beachten Sie, dass es manchmal notwendig ist, das Bild erheblich zu vergrößern, dann muss das Objekt etwas weiter als der Fokus vom Objektiv entfernt platziert werden, das Bild befindet sich in einem großen Abstand vom Objektiv. Wenn Sie das Bild dagegen erheblich verkleinern müssen, wird das Objekt in großer Entfernung vom Objektiv platziert, und sein Bild ist etwas weiter entfernt als der Fokus vom Objektiv.

Linsen in verschiedenen Geräten.

Die beschriebene Eigenschaft von Linsen wird in verschiedenen Geräten genutzt, in denen Sammellinsen eingesetzt werden Linsen. Streng genommen besteht jede Qualitätslinse aus einem Linsensystem, aber ihre Wirkung ist die gleiche wie die einer einzelnen Sammellinse.

Geräte, die das Bild vergrößern, werden aufgerufen Projektoren. Projektoren werden beispielsweise in Kinos eingesetzt, wo ein Filmbild von wenigen Zentimetern auf eine Leinwand von mehreren Metern vergrößert wird. Eine andere Art von Projektoren sind Multimedia-Projektoren. Bei ihnen bildet das von einem Computer, Videorecorder, Bildaufzeichnungsgerät auf Videoplatten kommende Signal ein kleines Bild, das durch das Objektiv auf eine große Leinwand projiziert wird.

Viel häufiger müssen Sie das Bild verkleinern, anstatt es zu vergrößern. Dafür werden Objektive in Kameras und Camcordern verwendet. Ein Bild von mehreren Metern, beispielsweise das Bild einer Person, wird auf eine Größe von wenigen Zentimetern oder wenigen Millimetern verkleinert. Der Empfänger, auf den das Bild projiziert wird, ist ein fotografischer Film oder eine spezielle Matrix aus Halbleitersensoren ( CCD), der das Videobild in ein elektrisches Signal umwandelt.

Die Bildverkleinerung wird bei der Herstellung von Mikroschaltkreisen verwendet, die in elektronischen Geräten, insbesondere in Computern, verwendet werden. Elemente von Mikroschaltungen - Halbleiterbauelemente, Verbindungsdrähte usw. haben Abmessungen von mehreren Mikrometern, und ihre Anzahl auf einer Siliziumplatte mit Abmessungen in der Größenordnung von einem Zentimeter erreicht mehrere Millionen. Natürlich ist es unmöglich, so viele Elemente dieser Skala zu zeichnen, ohne mit einem Objektiv hineinzuzoomen.

Zoomobjektive werden in Teleskopen verwendet. Objekte wie Galaxien, die Millionen von Lichtjahren groß sind, „passen“ auf einen Film oder CCD-Array mit Abmessungen von wenigen Zentimetern.

Hohlspiegel werden auch als Linsen in Teleskopen verwendet. Die Eigenschaften eines Hohlspiegels ähneln in vielerlei Hinsicht denen einer Sammellinse, nur dass das Bild nicht hinter dem Spiegel, sondern vor dem Spiegel entsteht (Abb. 2). Es ist wie eine Reflexion des vom Objektiv empfangenen Bildes.

Unser Auge enthält auch eine Linse – eine Linse, die die Objekte, die wir sehen, auf die Größe der Netzhaut reduziert – einige Millimeter (Abb. 3).

Um das Bild scharf zu machen, verändern spezielle Muskeln die Brennweite der Linse, vergrößern sie, wenn sich ein Objekt nähert, und verkürzen sie, wenn sie sich entfernen. Die Fähigkeit, die Brennweite zu ändern, wird genannt Unterkunft. Das normale Auge ist in der Lage, das Bild für Objekte zu fokussieren, die weiter als 12 cm vom Auge entfernt sind. Wenn die Muskeln die Brennweite der Linse nicht auf den erforderlichen Wert reduzieren können, sieht die Person keine nahen Objekte, dh sie leidet an Weitsichtigkeit. Die Situation kann korrigiert werden, indem eine Sammellinse (Brille) vor das Auge gestellt wird, deren Wirkung einer Verringerung der Brennweite der Linse entspricht. Die Korrektur des entgegengesetzten Sehfehlers - Myopie - erfolgt mit Hilfe einer Zerstreuungslinse.

Geräte zur visuellen Vergrößerung.

Mit Hilfe des Auges können wir nur die Winkelmaße eines Gegenstandes abschätzen (vgl. § 16 Naturkunde 10). Zum Beispiel können wir das Bild des Mondes mit einem Stecknadelkopf schließen, dh die Winkelmaße des Mondes und des Stecknadelkopfes können gleich gemacht werden. Sie können eine visuelle Vergrößerung erreichen, indem Sie entweder das Objekt näher an das Auge heranbringen oder es irgendwie im gleichen Abstand vom Auge vergrößern (Abb. 4).

Wenn wir versuchen, ein kleines Objekt zu betrachten, bringen wir es näher an das Auge heran. Bei sehr starker Annäherung kommt unser Objektiv jedoch nicht mit der Arbeit zurecht, die Brennweite kann sich nicht verringern, sodass wir das Objekt beispielsweise aus 5 cm Entfernung betrachten können, Sie können die Situation auf die gleiche Weise wie korrigieren bei Weitsichtigkeit, indem man eine Sammellinse vor das Auge setzt. Ein für diesen Zweck verwendetes Objektiv wird genannt Lupe. Die Entfernung, aus der ein normales Auge ein kleines Objekt bequem sehen kann, wird als Entfernung des besten Sehens bezeichnet. Normalerweise wird dieser Abstand mit 25 cm angenommen. Wenn Sie mit einer Lupe ein Objekt beispielsweise aus einer Entfernung von 5 cm betrachten können, wird eine visuelle Vergrößerung von 25/5 = 5-mal erreicht.

Und wie bekommt man zum Beispiel eine visuelle Vergrößerung des Mondes? Mit Hilfe einer Linse müssen Sie ein verkleinertes Bild des Mondes erstellen, jedoch in Augennähe, und dieses Bild dann durch eine Lupe untersuchen, die in diesem Fall als Lupe bezeichnet wird Okular. So funktioniert die Keplerröhre (siehe § 16 Naturgeschichte 10).

Eine visuelle Vergrößerung beispielsweise einer Pflanzen- oder Tierzelle wird auf andere Weise erhalten. Die Linse erzeugt ein vergrößertes Bild des Objekts in der Nähe des Auges, das durch das Okular betrachtet wird. So funktioniert ein Mikroskop.

Linsen und Linsensysteme werden in vielen Geräten verwendet. Mit Instrumentenobjektiven können Sie sowohl vergrößerte als auch verkleinerte Bilder des Objekts erhalten. Eine visuelle Vergrößerung wird erreicht, indem die Winkelgröße des Objekts vergrößert wird. Dazu wird eine Lupe oder ein Okular in einem System mit einem Objektiv verwendet.

1. Auf welcher Eigenschaft der Strahlen beruht die Wirkung von Linsen?

2. * Erklären Sie anhand der Methode zur Konstruktion eines Bildes in einer Sammellinse, warum sich die Brennweite der Linse ändern sollte, wenn sich der Abstand zwischen dem Objekt und dem Auge ändert?

3. In einem Mikroskop und einer Kepler-Röhre ist das Bild invertiert. Welche Linse, Linse oder Okular kehrt das Bild um?

§ 29. Das Funktionsprinzip der Weichen.

(Unterrichtswerkstatt).

Der Affe ist im Alter augenschwach geworden,

Aber sie hat von Leuten gehört

Dass dieses Übel nicht von so großer Hand ist,

Man muss sich nur eine Brille besorgen.

Was passiert während der Augenakkommodation? Was ist der Unterschied zwischen normalen, kurzsichtigen und weitsichtigen Augen? Wie korrigiert die Wirkung der Linse die Sehbehinderung?

Linse. Brennweite des Objektivs. Das Auge als optisches System. Optische Geräte . (Physik Klasse 7-9). Sehstörungen. (Biologie, Grundschule).

Zielsetzung: Verwendung eines Multimediaprogramms zur Untersuchung der Arbeit der Augenlinse bei normalem, kurzsichtigem und weitsichtigem Sehen. Erfahren Sie, wie eine Linse Sehbehinderungen korrigiert.

Ausrüstung: Personal Computer, Multimedia-Diskette ("Open Physics").

Arbeitsplan: Untersuchen Sie die Möglichkeiten der Akkomodation eines normalsichtigen, kurzsichtigen und weitsichtigen Auges, indem Sie die Aufgabe nacheinander ausführen. Untersuchen Sie die Akkommodation der kurzsichtigen und weitsichtigen Augen bei Vorhandensein einer Linse vor dem Auge. Wählen Sie eine Linse für das entsprechende Auge.

Sie wissen bereits, dass solche Sehfehler wie Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit mit der Unmöglichkeit verbunden sind, der Augenlinse durch die Arbeit der Augenmuskeln eine optimale Krümmung zu geben. Bei Kurzsichtigkeit bleibt die Linse zu konvex, ihre Krümmung ist zu groß und dementsprechend ist die Brennweite zu kurz. Das Umgekehrte findet in der Weitsicht statt.

Denken Sie daran, dass anstelle der Brennweite eine andere physikalische Größe zur Charakterisierung der Linse verwendet werden kann - die optische Leistung. Die optische Leistung wird in Dioptrien gemessen und ist als Kehrwert der Brennweite definiert: D = 1/f(1 Dioptrie = 1/1 m). Die Brechkraft einer Zerstreuungslinse hat einen negativen Wert. Die Brechkraft des Objektivs ist immer positiv. Für ein kurzsichtiges Auge ist die Brechkraft der Linse jedoch zu groß und für ein weitsichtiges Auge zu klein.

Die Wirkung einer Brille beruht auf der Eigenschaft von Linsen, wonach sich die optischen Wirkungen zweier eng beieinander liegender Linsen addieren (unter Berücksichtigung des Vorzeichens).

Übung 1. Untersuchen Sie die Funktion eines normalen Auges ohne Linse. Ihnen werden drei Optionen für die Akkommodation angeboten: normal – für die Entfernung des besten Sehens, weit – für eine unendliche Entfernung und automatisch, bei der das Auge die Linse auf eine bestimmte Entfernung einstellt. Beobachten Sie die Momente, in denen das Auge fokussiert ist, indem Sie den Abstand zum Objekt ändern. Wo wird in diesem Fall das Bild im Auge fokussiert? Was ist die Entfernung der besten Sicht in diesem Programm?

Aufgabe 2. Entdecken Sie die Wirkung einer Lupe. Stellen Sie das normale Auge auf normale Akkommodation ein. Setzen Sie eine Sammellinse mit möglichst hoher Brechkraft vor das Auge. Finden Sie die Entfernung, auf die das Auge fokussiert ist. Bestimmen Sie anhand des Materials aus dem vorherigen Absatz, wie oft diese Lupe vergrößert?

Aufgabe 3. Wiederholen Sie Aufgabe 1 für die kurzsichtigen und weitsichtigen Augen. Wo werden die Strahlen fokussiert, wenn das Auge nicht fokussiert ist?

Aufgabe 4. Wählen Sie eine Brille für kurzsichtige und weitsichtige Augen. Stellen Sie dazu die automatische Akkommodation des Auges ein. Passen Sie das Objektiv so an, dass das Auge fokussiert wird, wenn sich die Entfernung von der besten Sehentfernung (25 cm) bis zur unendlichen Entfernung ändert. Was sind die Grenzen der optischen Kräfte der Linsen, in denen die im Programm angegebenen Brillen für die "Augen" ihre Funktionen erfolgreich erfüllen können?

Aufgabe 5. Versuchen Sie, optimale Ergebnisse für Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit zu erzielen, wenn das ausgewählte Glas das Auge auf Entfernungen von unendlich bis zur kleinstmöglichen fokussiert.

Strahlen von entfernten Objekten werden, nachdem sie die Linse eines kurzsichtigen Auges passiert haben, vor der Netzhaut fokussiert und das Bild wird unscharf. Zur Korrektur ist eine Brille mit Zerstreuungsgläsern erforderlich. Strahlen von Objekten in der Nähe werden, nachdem sie die Linse eines weitsichtigen Auges passiert haben, hinter der Netzhaut fokussiert, und das Bild wird unscharf. Korrektionsbrillen mit Sammellinsen sind erforderlich.

§ 25. Elektrizität und Ökologie.

(Unterrichtskonferenz).

Mir ist mehr als einmal aufgefallen, dass die Arbeit im Wasserbau derselbe Krieg ist. Im Krieg musst du nicht gähnen, sonst wirst du umgeworfen, und hier musst du ununterbrochen arbeiten - Wasser kommt auf dich.

Was sind die Hauptkomponenten und Funktionsprinzipien eines modernen Blockheizkraftwerks (BHKW)? Was sind die Hauptkomponenten und das Funktionsprinzip eines Wasserkraftwerks (WKW)? Welche Auswirkungen auf die ökologische Situation kann der Bau von Wärmekraftwerken und Wasserkraftwerken haben?

Zweck der Konferenz: Machen Sie sich mit dem Betrieb der gängigsten Kraftwerkstypen wie Wärmekraftwerke und Wasserkraftwerke vertraut. Verstehen Sie die Auswirkungen auf die Umwelt, die der Bau dieser Art von Kraftwerken haben kann.

Konferenzplan:

1. Planung und Betrieb eines modernen Wärmekraftwerks.

2. Planung und Betrieb eines modernen Wasserkraftwerks.

3. Kraftwerke und Ökologie.

Wenn man die historische Vergangenheit unseres Landes betrachtet, sollte man erkennen, dass es ein schneller Durchbruch auf dem Gebiet der Elektrizitätswirtschaft war, der es ermöglichte, eine Agrarmacht in kürzester Zeit in ein Industrieland zu verwandeln. Viele Flüsse wurden "erobert" und gezwungen, Strom zu liefern. Erst am Ende des 20. Jahrhunderts begann unsere Gesellschaft zu analysieren, zu welchem ​​Preis dieser Durchbruch kam, zu welchem ​​Preis welche Humanressourcen, zu welchem ​​Preis welche Veränderungen in der Natur. Jede Medaille hat immer zwei Seiten, und ein gebildeter Mensch muss beide Seiten sehen und vergleichen.

Nachricht 1. Fabrik für Strom und Wärme.

Das Blockheizkraftwerk ist einer der häufigsten Stromerzeuger. Der Hauptmechanismus der KWK ist eine Dampfturbine, die einen Stromgenerator antreibt. Am zweckmäßigsten ist der Bau von Wärmekraftwerken in Großstädten, da der in der Turbine ausgestoßene Dampf in das Heizsystem der Stadt gelangt und unsere Häuser mit Wärme versorgt. Derselbe Dampf erwärmt das heiße Wasser, das in unsere Häuser gelangt.

Nachricht 2. Wie ein Wasserkraftwerk funktioniert.

Wasserkraftwerke sind die leistungsstärksten Stromerzeuger. Im Gegensatz zu thermischen Kraftwerken arbeiten Wasserkraftwerke mit erneuerbaren Energiequellen. Es mag den Anschein haben, dass Wasserkraft „umsonst gegeben“ wird. Wasserkraftwerke sind jedoch sehr teure hydraulische Bauwerke. Die Kosten für den Bau eines Wasserkraftwerks sind unterschiedlich. Am schnellsten amortisieren sich Kraftwerke an Bergflüssen. Der Bau von Wasserkraftwerken an Tieflandflüssen erfordert unter anderem die Berücksichtigung von Landschaftsveränderungen und der Rücknahme größerer Gebiete aus dem industriellen und landwirtschaftlichen Verkehr.

Nachricht 3. Kraftwerke und Ökologie.

Die moderne Gesellschaft benötigt eine große Menge an Strom. Die Produktion einer solchen Strommenge ist unweigerlich mit der Umwandlung der uns umgebenden Natur verbunden. Die Minimierung der negativen Folgen ist eine der Aufgaben, die sich bei der Auslegung von Kraftwerken stellen. Aber zuallererst muss man sich der negativen Auswirkungen auf die Natur leistungsfähiger Anlagen zur Stromerzeugung bewusst sein.

Das Verbrennen einer großen Menge Kraftstoff kann insbesondere Phänomene wie sauren Regen sowie chemische Verschmutzung verursachen. Wasserkraftwerke, in denen nichts brennt, dürften sich scheinbar nicht negativ auf die Natur auswirken. Der Bau von Flachland-WKW ist jedoch immer mit der Überschwemmung weiter Gebiete verbunden. Viele der ökologischen Folgen solcher Überschwemmungen, die Mitte des 20. Jahrhunderts entstanden sind, zeigen sich erst jetzt. Indem wir die Flüsse mit Dämmen blockieren, greifen wir unweigerlich in das Leben der Bewohner der Stauseen ein, was auch negative Folgen hat. Es gibt beispielsweise die Meinung, dass der gesamte von den Wolga-WKW erzeugte Strom die Verluste nicht wert ist, die mit einem Rückgang des Störfangs verbunden sind.

Informationsquellen.

1. Enzyklopädie für Kinder.

2. Kirillin der Wissenschafts- und Technikgeschichte. - M.: Wissenschaft. 1994.

3. Wodopjanow-Folgen des Atomwaffensperrvertrags. Minsk: Wissenschaft und Technologie, 1980.

5. Nicht-traditionelle Energiequellen - M: Knowledge, 1982.

6., Skalkin Aspekte des Umweltschutzes .- L .: Gidrometeoizdat, 1982.

7. Nikitin - technischer Fortschritt, Natur und Mensch.-M: Science 1977.

8., Spielrain. Probleme und Perspektiven - M: Energie, 1981.

9. Physik und wissenschaftlich-technischer Fortschritt / Ed. , .- M: Aufklärung, 19888

10. Energie und Umweltschutz / Ed. etc.-M.: Energie, 1979.

Moderne Kraftwerke sind komplexe Ingenieurbauwerke. Sie sind für die Existenz der modernen Gesellschaft notwendig. Ihr Bau sollte jedoch so erfolgen, dass die Schäden an der Natur minimiert werden.