Mis on õige erikaal. Erikaal

MIS ON RAADIOLAINED

Raadiolained on elektromagnetilised võnked, mis levivad kosmoses valguse kiirusel (300 000 km/sek). Muide, valgus on ka elektromagnetlained, millel on raadiolainetega sarnased omadused (peegeldus, murdumine, sumbumine jne).

Raadiolained kannavad läbi kosmose elektromagnetiliste võnkumiste generaatori poolt kiiratava energia. Ja need sünnivad siis, kui elektriväli muutub, näiteks kui elektrijuhti läbib vahelduvvool või kui sädemed hüppavad läbi ruumi, s.t. kiirete järjestikuste vooluimpulsside jada.

Elektromagnetkiirgust iseloomustavad sagedus, lainepikkus ja ülekantava energia võimsus. Elektromagnetlainete sagedus näitab, mitu korda sekundis muutub elektrivoolu suund emitteris ja seega mitu korda sekundis muutub igas ruumipunktis elektri- ja magnetvälja tugevus. Sagedust mõõdetakse hertsides (Hz) - ühikutes, mis on nime saanud suure saksa teadlase Heinrich Rudolf Hertzi järgi. 1 Hz on üks võnkumine sekundis, 1 megaherts (MHz) miljon võnkumist sekundis. Teades, et elektromagnetlainete kiirus on võrdne valguse kiirusega, on võimalik määrata kaugust ruumi punktide vahel, kus elektri- (või magnet)väli on samas faasis. Seda kaugust nimetatakse lainepikkuseks. Lainepikkus meetrites arvutatakse järgmise valemiga:

Või ligikaudu
kus f on elektromagnetkiirguse sagedus MHz.

Valem näitab, et näiteks sagedus 1 MHz vastab lainepikkusele u. 300 m Sageduse kasvades lainepikkus väheneb, vähenedes - arvake ise. Tulevikus näeme, et lainepikkus mõjutab otseselt raadioside antenni pikkust.

Elektromagnetlained läbivad vabalt õhku või kosmost (vaakum). Kuid kui lainete teel kohtab metalltraati, antenni või mõnda muud juhtivat keha, annavad nad sellele oma energia, põhjustades seeläbi selles juhis vahelduvvoolu. Kuid juht ei neela kogu laineenergiat, osa sellest peegeldub selle pinnalt ja kas läheb tagasi või hajub ruumis. Muide, sellel põhineb elektromagnetlainete kasutamine radaris.

Veel üks elektromagnetlainete kasulik omadus on nende võime ületada mõned nende teel olevad takistused. Kuid see on võimalik ainult siis, kui objekti mõõtmed on lainepikkusest väiksemad või sellega võrreldavad. Näiteks õhusõiduki tuvastamiseks peab lokaatori raadiolaine pikkus olema väiksem selle geomeetrilistest mõõtmetest (alla 10 m). Kui keha on lainepikkusest pikem, võib see seda peegeldada. Kuid see ei pruugi peegeldada. Tuletage meelde sõjalist varjamistehnoloogiat "Stealth", mis töötas välja sobivad geomeetrilised kujundid, radarit neelavad materjalid ja katted, et vähendada radarite jaoks objektide nähtavust.

Elektromagnetlainete poolt kantav energia oleneb generaatori (emitteri) võimsusest ja kaugusest selleni. Teaduslikult kõlab see nii: energiavoog pindalaühiku kohta on otseselt võrdeline kiirgusvõimsusega ja pöördvõrdeline kauguse ruuduga emitterini. See tähendab, et sideulatus sõltub saatja võimsusest, kuid palju suuremal määral kaugusest selleni.

SPEKTRI JAOTUS

Raadiotehnikas kasutatavad raadiolained hõivavad ala või teaduslikumalt - spektri vahemikus 10 000 m (30 kHz) kuni 0,1 mm (3000 GHz). See on vaid osa suurest elektromagnetlainete spektrist. Raadiolainetele (kahaneva pikkusega) järgnevad termilised või infrapunakiired. Pärast neid tuleb kitsas osa nähtavaid valguslaineid, seejärel ultraviolett-, röntgen- ja gammakiirguse spekter - kõik need on sama laadi elektromagnetilised võnkumised, mis erinevad ainult lainepikkuse ja seega ka sageduse poolest.

Kuigi kogu spekter on jagatud piirkondadeks, on piirid nende vahel tinglikult välja toodud. Piirkonnad järgnevad pidevalt üksteise järel, lähevad üksteiseks ja mõnel juhul kattuvad.

Rahvusvaheliste lepingutega on kogu raadiosides kasutatav raadiolainete spekter jagatud vahemikeks:

Vahemik sagedused	Sagedusriba nimi	Nimi laineulatus	Lainepikkus
	Väga madalad sagedused (VLF)	Müriameeter
	Madalad sagedused (LF)	Kilomeeter
300-3000 kHz	Keskmised sagedused (MF)	Hektomeetriline
	Kõrged (HF)	Dekameeter
	Väga kõrged sagedused (VHF)	Mõõdik
300-3000 MHz	Ülikõrged sagedused (UHF)	detsimeeter
	Ülikõrged sagedused (SHF)	sentimeetrit
	Äärmiselt kõrged sagedused (EHF)	Millimeeter
300-3000 GHz	Hüperkõrged sagedused (HHF)	detsimillimeeter

Kuid need levialad on väga ulatuslikud ja jagunevad omakorda osadeks, mis hõlmavad niinimetatud ringhäälingu- ja televisioonivahemikke, maa- ja lennualasid, kosmose- ja mereside, andmeedastuse ja meditsiini, radari ja raadionavigatsiooni levialasid, jne. Igal raadioteenusel on oma leviala või fikseeritud sagedused.

Spektri jaotamine erinevate teenuste vahel.

See jaotus on üsna segane, mistõttu paljud teenused kasutavad oma "sisemist" terminoloogiat. Tavaliselt kasutatakse maamobiilside jaoks eraldatud vahemike määramisel järgmisi nimetusi:

	Sagedusvahemik	Selgitused
		Levimise olemuse tõttu kasutatakse seda peamiselt kaugsideks.
	25,6–30,1 MHz	Kodanikuriba, milles eraisikud saavad sidet kasutada. Erinevates riikides on selles jaotises eraldatud 40 kuni 80 fikseeritud sagedust (kanalit).
		Maapealse mobiilside leviala. Pole selge, miks, kuid vene keeles polnud seda vahemikku määratlevat terminit.
	136-174 MHz	Levinuim maapealne mobiiliriba.
	400-512 MHz	Maapealse mobiilside leviala. Mõnikord ei ole seda jaotist eraldi vahemikuna välja toodud, vaid öeldakse VHF, mis tähendab sagedusala 136–512 MHz.
	806–825 ja 851–870 MHz	Traditsiooniline "Ameerika" valik; kasutatakse laialdaselt mobiilsides Ameerika Ühendriikides. Meile pole palju jaotust saanud.

Ärge ajage segamini sagedusribade ametlikke nimesid erinevatele teenustele eraldatud osade nimedega. Tuleb märkida, et maailma suuremad maapealse mobiilside seadmete tootjad toodavad mudeleid, mis on mõeldud nendes piirkondades töötamiseks.

Järgnevalt räägime raadiolainete omadustest seoses nende kasutamisega maapealses mobiilses raadiosides.

KUIDAS RAADIOLAINED LEVIKAVAD

Raadiolained kiirgatakse läbi antenni kosmosesse ja levivad elektromagnetvälja energia kujul. Ja kuigi raadiolainete olemus on sama, sõltub nende levimisvõime tugevalt lainepikkusest.

Raadiolainete maandus on elektrijuht (kuigi mitte eriti hea). Maapinnast üle minnes nõrgenevad raadiolained järk-järgult. See on tingitud asjaolust, et elektromagnetlained ergastavad maapinnal elektrivoolu, mille jaoks kulub osa energiast. Need. energiat neelab maa ja mida rohkem, seda lühem on lainepikkus (seda kõrgem on sagedus).

Lisaks nõrgeneb laineenergia ka seetõttu, et kiirgus levib ruumi kõikides suundades ja seetõttu, mida kaugemal on vastuvõtja saatjast, seda vähem energiat pindalaühiku kohta ja seda vähem antenni siseneb.

Pikalainejaamade edastusi saab vastu võtta kuni mitme tuhande kilomeetri kauguselt ning signaali tase langeb sujuvalt, hüpeteta. Kesklaine jaamad on kuuldavad tuhande kilomeetri raadiuses. Mis puudutab lühikesi laineid, siis nende energia väheneb järsult saatjast kaugenedes. See seletab tõsiasja, et raadio arengu koidikul kasutati sidepidamiseks peamiselt laineid 1–30 km. Laineid, mis on lühemad kui 100 meetrit, peeti üldiselt kaugside jaoks ebasobivaks.

Lühi- ja ülilühilainete edasised uuringud näitasid aga, et need lagunevad kiiresti Maa pinna lähedal liikudes. Kui kiirgus on suunatud ülespoole, tulevad lühikesed lained tagasi.

1902. aastal ennustasid inglise matemaatik Oliver Heaviside ja Ameerika elektriinsener Arthur Edwin Kennelly peaaegu samaaegselt, et Maa kohal eksisteerib ioniseeritud õhukiht – loomulik peegel, mis peegeldab elektromagnetlaineid. Seda kihti nimetati ionosfääriks.

Maa ionosfäär pidi võimaldama suurendada raadiolainete leviulatust kaugusteni, mis ületavad vaatevälja. Eksperimentaalselt tõestati see oletus 1923. aastal. Raadiosagedusimpulsse edastati vertikaalselt ülespoole ja võeti vastu tagasisignaale. Impulsside saatmise ja vastuvõtmise vahelise aja mõõtmine võimaldas määrata peegelduskihtide kõrguse ja arvu.

Pikkade ja lühikeste lainete levik.

Ionosfäärilt peegeldudes pöörduvad lühikesed lained Maale tagasi, jättes nende alla sadu kilomeetreid "surnud tsoonist". Olles rännanud ionosfääri ja tagasi, ei "rahune" laine, vaid peegeldub Maa pinnalt ja tormab uuesti ionosfääri, kus see peegeldub uuesti jne. Seega võib raadiolaine korduvalt peegelduda. käia mitu korda ümber maakera.

Leiti, et peegelduskõrgus sõltub eelkõige lainepikkusest. Mida lühem on laine, seda suurem on selle peegeldus ja sellest tulenevalt seda suurem on "surnud tsoon". See sõltuvus kehtib ainult spektri lühilainepikkuse osas (ligikaudu 25–30 MHz). Lühemate lainepikkuste korral on ionosfäär läbipaistev. Lained tungivad selle läbi ja läbi ning lähevad avakosmosesse.

Jooniselt on näha, et peegeldus ei sõltu ainult sagedusest, vaid ka kellaajast. See on tingitud asjaolust, et ionosfäär ioniseerub päikesekiirguse toimel ja kaotab pimeduse saabudes järk-järgult oma peegeldusvõime. Ionisatsiooniaste sõltub ka päikese aktiivsusest, mis varieerub aastaringselt ja aastast aastasse seitsmeaastase tsükli jooksul.

Ionosfääri peegeldavad kihid ja lühilainete levik sõltuvalt sagedusest ja kellaajast.

VHF-vahemikus olevad raadiolained on omadustelt sarnasemad valguskiirtega. Need praktiliselt ei peegeldu ionosfäärist, painduvad väga kergelt ümber maapinna ja levivad vaateväljas. Seetõttu on ultralühilainete toimeulatus väike. Kuid sellel on raadioside jaoks teatud eelis. Kuna lained levivad VHF-piirkonnas vaateväljas, võivad raadiojaamad paikneda üksteisest 150–200 km kaugusel ilma vastastikust mõju avaldamata. Ja see võimaldab teil korduvalt kasutada sama sagedust naaberjaamades.

Lühi- ja ülilühilainete levik.

Raadiolainete omadused vahemikus DTSV ja 800 MHz on veelgi lähedasemad valguskiirte omadele ja seetõttu on neil veel üks huvitav ja oluline omadus. Meenutagem, kuidas taskulamp on paigutatud. Peegeldi fookuses asuva pirni valgus kogutakse kitsasse kiirtekiiresse, mida saab saata igas suunas. Ligikaudu sama saab teha ka kõrgsageduslike raadiolainetega. Saate neid koguda antennipeeglitega ja saata kitsastes kiirtes. Madalsageduslike lainete jaoks pole sellist antenni võimalik ehitada, kuna selle mõõtmed oleksid liiga suured (peegli läbimõõt peab olema lainepikkusest palju suurem).

Lainete suunatud emissiooni võimalus võimaldab tõsta sidesüsteemi efektiivsust. See on tingitud asjaolust, et kitsas valgusvihk tagab väiksema energia hajumise külgsuunas, mis võimaldab kasutada vähem võimsaid saatjaid etteantud sideulatuse saavutamiseks. Suunatud kiirgus tekitab vähem häireid teiste sidesüsteemidega, mis ei ole kiire asukohas.

Raadiolainete vastuvõtmisel saab kasutada ka suundkiirguse eeliseid. Näiteks on paljudele tuttavad paraboolsed satelliitantennid, mis fokusseerivad satelliitsaatja kiirguse vastuvõtva anduri paigalduskohani. Suunatud vastuvõtuantennide kasutamine raadioastronoomias on võimaldanud teha palju fundamentaalseid teaduslikke avastusi. Kõrgsageduslike raadiolainete fokuseerimise võimalus on taganud nende laialdase kasutuse radaris, raadioreleedes, satelliitlevis, traadita andmeedastuses jne.

Paraboolne suunatav satelliitantenn (foto saidilt ru.wikipedia.org).

Tuleb märkida, et lainepikkuse vähenemisega suureneb energia sumbumine ja neeldumine atmosfääris. Eelkõige hakkavad alla 1 cm pikkuste lainete levikut mõjutama sellised nähtused nagu udu, vihm, pilved, mis võivad saada tõsiseks sideulatust piiravaks takistuseks.

Oleme leidnud, et raadiolainetel on olenevalt lainepikkusest erinevad levimisomadused ja raadiospektri iga osa kasutatakse seal, kus selle eeliseid kõige paremini kasutatakse.

>>Füüsika: kiirus ja lainepikkus

Iga laine levib teatud kiirusega. Under laine kiirus mõista häire levimiskiirust. Näiteks löök terasvarda otsa põhjustab selles lokaalse kokkusurumise, mis seejärel levib mööda varda kiirusega umbes 5 km/s.

Laine kiiruse määravad keskkonna omadused, milles see laine levib. Kui laine liigub ühest keskkonnast teise, muutub selle kiirus.

Lisaks kiirusele on laine oluline omadus selle lainepikkus. Lainepikkus nimetatakse kauguseks, mille üle laine levib aja jooksul, mis on võrdne selles esinevate võnkumiste perioodiga.

Sõja leviku suund

Kuna laine kiirus on konstantne väärtus (antud keskkonna jaoks), on laine läbitav teepikkus võrdne kiiruse ja selle levimisaja korrutisega. Sellel viisil, lainepikkuse leidmiseks peate korrutama laine kiiruse selles esineva võnkeperioodiga:

Valides x-telje suunaks laine levimise suuna ja y-ga tähistades laines võnkuvate osakeste koordinaati, saame konstrueerida lainekaart. Siinuslaine graafik (fikseeritud aja t jaoks) on näidatud joonisel 45.

Selle graafiku külgnevate harjade (või süvendite) vaheline kaugus on sama, mis lainepikkus.

Valem (22.1) väljendab lainepikkuse seost selle kiiruse ja perioodiga. Arvestades, et võnkumiste periood laines on pöördvõrdeline sagedusega, s.o. T=1/ v, saate valemi, mis väljendab lainepikkuse seost selle kiiruse ja sagedusega:

Saadud valem näitab seda laine kiirus võrdub lainepikkuse ja selles esinevate võnkesageduse korrutisega.

Võnkumiste sagedus laines langeb kokku allika võnkumiste sagedusega (kuna keskkonna osakeste võnkumised on sunnitud) ega sõltu keskkonna omadustest, milles laine levib. Kui laine läheb ühest keskkonnast teise, siis selle sagedus ei muutu, muutuvad ainult kiirus ja lainepikkus.

??? 1. Mida mõeldakse lainekiiruse all? 2. Mis on lainepikkus? 3. Kuidas on lainepikkus seotud võnkekiiruse ja perioodiga laines? 4. Kuidas on lainepikkus seotud laine võnkumiste kiiruse ja sagedusega? 5. Millised järgmistest lainekarakteristikutest muutuvad laine üleminekul ühest keskkonnast teise: a) sagedus; b) periood; c) kiirus; d) lainepikkus?

Eksperimentaalne ülesanne . Valage vanni vett ja näpuga (või joonlauaga) rütmiliselt vett puudutades tekitage selle pinnale laineid. Kasutades erinevaid võnkesagedusi (näiteks puudutades vett üks ja kaks korda sekundis), pöörake tähelepanu külgnevate laineharjade vahekaugusele. Millise sageduse korral on lainepikkus pikem?

S.V. Gromov, N.A. Isamaa, füüsika 8. klass

Interneti-saitide lugejad

Täielik teemade loetelu klasside kaupa, füüsika kontrolltööd tasuta, kalenderplaan füüsikakooli õppekava järgi, kursused ja ülesanded füüsikast 8. klassile, konspektide raamatukogu, valmis kodutööd

Tunni sisu tunni kokkuvõte tugiraam õppetund esitlus kiirendusmeetodid interaktiivsed tehnoloogiad Harjuta ülesanded ja harjutused enesekontrolli töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, skeemid huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid kiibid uudishimulikele hällid õpikud põhi- ja lisasõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikus tunnis uuenduse elementide fragmendi uuendamine õpikus vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid kalenderplaan aastaks aruteluprogrammi metoodilised soovitused Integreeritud õppetunnid

Samuti saab määrata lainepikkuse:

• kaugusena, mõõdetuna laine levimise suunas, kahe ruumipunkti vahel, milles võnkeprotsessi faas erineb 2π võrra;
• teekonnana, mida lainefront läbib võnkeprotsessi perioodiga võrdse ajavahemiku jooksul;
• kuidas ruumiline periood laineprotsess.

Kujutagem ette laineid, mis tekivad vees ühtlaselt kõikuvast ujukist, ja peatagem mõtteliselt aeg. Siis on lainepikkus kahe külgneva laineharja vaheline kaugus, mõõdetuna radiaalsuunas. Lainepikkus on laine üks peamisi omadusi koos sageduse, amplituudi, algfaasi, levimissuuna ja polarisatsiooniga. Lainepikkuse tähistamiseks kasutatakse kreeka tähte λ (\displaystyle \lambda), lainepikkuse mõõde on meeter.

Reeglina kasutatakse lainepikkust seoses harmoonilise või kvaasiharmoonilise (näiteks summutatud või kitsariba moduleeritud) laineprotsessiga homogeenses, kvaasihomogeenses või lokaalselt homogeenses keskkonnas. Kuid formaalselt saab lainepikkuse analoogia põhjal määrata mitteharmoonilise, kuid perioodilise aegruumi sõltuvusega laineprotsessi jaoks, mis sisaldab spektris harmooniliste kogumit. Siis langeb lainepikkus kokku spektri põhiharmooniku (madalaima sagedusega, põhiharmooniku) lainepikkusega.

Entsüklopeediline YouTube

1 / 5

Perioodiliste lainete amplituud, periood, sagedus ja lainepikkus

Heli vibratsioon – lainepikkus

5.7 Lainepikkus. Laine kiirus

Õppetund 370 Ristlaine kiirus stringis

Õppetund 369 Rändlaine matemaatiline kirjeldus

Subtiitrid

Viimases videos arutasime, mis juhtub, kui võtad näiteks köie, tõmbad vasakust otsast – see võib muidugi olla parem ots, aga olgu see vasak – nii, tõmba üles ja siis alla ja seejärel tagasi algasendisse. Me edastame mingisuguse nördimuse nöörile. See häirimine võib välja näha umbes selline, kui ma tõmban köit korra üles ja alla. Häiring kandub mööda trossi umbes sel viisil. Värvime mustaks. Kohe pärast esimest tsüklit – üles-alla jõnksutamist – näeb köis välja umbes selline. Aga kui natuke oodata, näeb see välja umbes selline, arvestades, et tõmbasime korra. Impulss edastatakse mööda köit edasi. Viimases videos määratlesime selle häiringu edastamiseks mööda köit või antud meediumis, kuigi meedium ei ole vajalik tingimus. Me nimetasime seda laineks. Ja eelkõige on see laine impulss. See on impulsiivne laine, sest köie häire oli sisuliselt ainult üks. Kuid kui jätkame trossi perioodilist tõmbamist korrapäraste ajavahemike järel üles ja alla, näeb see välja umbes selline. Püüan olla võimalikult täpne. See näeb välja selline ja vibratsioonid või häired edastatakse paremale. Need edastatakse teatud kiirusega paremale. Ja selles videos tahan käsitleda täpselt seda tüüpi laineid. Kujutage ette, et ma tõmban köie vasakut otsa perioodiliselt üles ja alla, üles ja alla, tekitades perioodilisi võnkumisi. Me nimetame seda perioodilisteks laineteks. See on perioodiline laine. Liikumist korratakse ikka ja jälle. Nüüd tahaksin arutada mõningaid perioodilise laine omadusi. Esiteks näete, et kui see liigub, liigub köis algsest asendist teatud kaugusel üles ja alla, see on kõik. Kui kaugel on kõrgeim ja madalaim punkt stardipositsioonist? Seda nimetatakse laine amplituudiks. Seda kaugust (tõstan selle esile magenta värviga) – seda kaugust nimetatakse amplituudiks. Meremehed räägivad mõnikord laine kõrgusest. Kõrgus viitab tavaliselt kaugusele laine alusest selle harjani. Me räägime amplituudist ehk kaugusest algsest tasakaaluasendist maksimumini. Määratleme maksimumi. See on kõrgeim punkt. Laine kõrgeim punkt või selle tipp. Ja see on ainus. Kui istuksite paadis, huvitaks teid laine kõrgus, kogu kaugus teie paadist kuni laine kõrgeima punktini. Okei, ärgem kaldugem teemast kõrvale. See ongi huvitav. Kõik lained ei teki nii, et ma tõmban köie vasakut otsa. Kuid ma arvan, et saate aru, et see ahel võib näidata palju erinevat tüüpi laineid. Ja see on sisuliselt kõrvalekalle keskmisest ehk nullasendist, amplituudist. Tekib küsimus. On selge, kui kaugele tross keskmisest asendist kõrvale kaldub, kuid kui sageli seda juhtub? Kui kaua kulub köiel tõusmiseks, langemiseks ja tagasi pöördumiseks? Kui kaua iga tsükkel kestab? Tsükkel on liikumine üles, alla ja tagasi alguspunkti. Kui pikk on iga tsükkel? Kas oskate öelda, kui pikk iga periood on? Me ütlesime, et see on perioodiline laine. Periood on laine kordus. Ühe täieliku tsükli kestust nimetatakse perioodiks. Ja perioodi mõõdetakse ajaga. Võib-olla tõmban iga kahe sekundi tagant köit. Selle tõusmiseks, langemiseks ja keskele naasmiseks kulub kaks sekundit. Periood on kaks sekundit. Ja veel üks lähedane omadus – mitu tsüklit sekundis teen? Teisisõnu, mitu sekundit on igas tsüklis? Paneme selle kirja. Mitu tsüklit sekundis genereerin? See tähendab, mitu sekundit on igas tsüklis? Mitu sekundit on iga tsükli jaoks? Seega võib periood olla näiteks 5 sekundit tsükli kohta. Või äkki 2 sekundit. Aga kui palju tsükleid toimub sekundis? Esitame vastupidise küsimuse. Üles, alla ja tagasi keskele minekuks kulub mõni sekund. Ja mitu laskumise, tõusu ja tagasituleku tsüklit igasse sekundisse mahub? Mitu tsüklit toimub sekundis? See omadus on perioodi vastand. Perioodi tähistatakse tavaliselt suure T-ga. See on sagedus. Paneme kirja. Sagedus. Tavaliselt tähistatakse seda väikese tähega f. See iseloomustab võnkumiste arvu sekundis. Nii et kui täistsükkel võtab aega 5 sekundit, tähendab see, et 1/5 tsüklist toimub sekundis. Ma lihtsalt muutsin selle suhte ümber. See on üsna loogiline. Kuna periood ja sagedus on üksteisele vastandlikud omadused. See on mitu sekundit tsüklis? Kui kaua võtab aega üles, alla ja tagasi tõusmine? Ja see on mitu laskumist, tõusu ja tagasitulekut ühes sekundis? Seega on nad üksteise suhtes pöördvõrdelised. Võime öelda, et sagedus võrdub ühtsuse ja perioodi suhtega. Või on periood võrdne ühe ja sageduse suhtega. Nii et kui tross vibreerib näiteks 10 tsüklit sekundis... Ja muide, sageduse ühik on herts, nii et paneme selle kirja 10 hertsiks. Tõenäoliselt olete midagi sarnast varem kuulnud. 10 Hz tähendab lihtsalt 10 tsüklit sekundis. Kui sagedus on 10 tsüklit sekundis, on periood selle suhe ühega. Jagame 1 10 sekundiga, mis on üsna loogiline. Kui köis võib tõusta, langeda ja naasta oma neutraalasendisse 10 korda sekundis, siis teeb see seda üks kord 1/10 sekundis. Samuti huvitab meid, kui kiiresti laine sel juhul paremale levib? Kui ma tõmban köie vasakust otsast, siis kui kiiresti see paremale liigub? See on kiirus. Selle väljaselgitamiseks peame arvutama, kui kaugele laine ühes tsüklis liigub. Või üheks perioodiks. Kui kaugele laine läheb pärast seda, kui ma korra pukseerin? Kui suur on kaugus sellest neutraaltasandi punktist selle punktini? Seda nimetatakse lainepikkuseks. Lainepikkus. Seda saab määratleda mitmel viisil. Võime öelda, et lainepikkus on vahemaa, mille algimpulss läbib ühe tsükli jooksul. Või et see on kaugus ühest kõrgeimast punktist teise. See on ka lainepikkus. Või vahemaa ühest tallast teise tallani. See on ka lainepikkus. Kuid üldiselt on lainepikkus kaugus laine kahe identse punkti vahel. Sellest punktist selleni. See on ka lainepikkus. See on vahemaa ühe täieliku tsükli alguse ja täpselt samas punktis lõppemise vahel. Samas, kui ma räägin samadest punktidest, siis seda punkti ei arvestata. Sest antud punktis, kuigi see on samas asendis, laskub laine alla. Ja me vajame punkti, kus laine on samas faasis. Vaata, siin toimub liikumine ülespoole. Seega vajame tõstefaasi. See vahemaa ei ole lainepikkus. Ühe pikkuse kõndimiseks peate minema samasse faasi. See peab liikuma samas suunas. See on ka lainepikkus. Seega, kui me teame, kui kaugele laine ühes perioodis liigub ... Paneme selle kirja: lainepikkus võrdub kaugusega, mille laine ühes perioodis läbib. Lainepikkus on võrdne vahemaaga, mille laine ühes perioodis läbib. Või võib öelda, et ühe tsükli jooksul. See on sama. Kuna periood on aeg, mille jooksul laine lõpetab ühe tsükli. Üks tõus, laskumine ja tagasipöördumine nullpunkti. Niisiis, kui me teame kaugust ja aega, mis kulub laine liikumiseks, st perioodi, siis kuidas saame arvutada kiirust? Kiirus võrdub kauguse ja liikumisaja suhtega. Kiirus on vahemaa ja liikumisaja suhe. Ja laine puhul võiks kiiruse vektorina määrata, aga see on minu arvates juba selge. Niisiis, kiirus peegeldab seda, kui kaugele laine perioodi jooksul liigub? Ja vahemaa ise on lainepikkus. Laineimpulss liigub täpselt nii palju. Sellest saab lainepikkus. Nii et me kõnnime selle vahemaa ja kui kaua see aega võtab? See vahemaa läbitakse perioodi jooksul. See tähendab, et see on lainepikkus jagatud perioodiga. Lainepikkus jagatud perioodiga. Kuid me juba teame, et ühiku ja perioodi suhe on sama, mis sagedus. Nii et saate selle kirjutada lainepikkusena ... Ja muide, oluline punkt. Lainepikkust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega lambda. Seega võime öelda, et kiirus võrdub lainepikkusega jagatud perioodiga. Mis on võrdne lainepikkuse korrutisega, mis on jagatud perioodiga. Saime just teada, et ühiku ja perioodi suhe on sama, mis sagedus. Seega on kiirus võrdne lainepikkuse ja sageduse korrutisega. Nii lahendate kõik peamised probleemid, millega lainete teemal kokku puutute. Näiteks kui meile antakse, et kiirus on 100 meetrit sekundis ja see on suunatud paremale ... Teeme sellise oletuse. Kiirus on vektor ja peate määrama selle suuna. Olgu sagedus näiteks 20 tsüklit sekundis, mis on sama, mis 20 Hz. Nii et taaskord on sagedus 20 tsüklit sekundis ehk 20 Hz. Kujutage ette, et vaatate läbi väikese akna ja näete ainult seda osa lainest, ainult seda osa minu köiest. Kui teate umbes 20 Hz, siis teate, et 1 sekundi jooksul näete 20 laskumist ja tõusu. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13... 1 sekundi jooksul näete, kuidas laine tõuseb ja langeb 20 korda. Seda tähendab sagedus 20 Hz ehk 20 tsüklit sekundis. Niisiis, meile on antud kiirus, antud sagedus. Mis saab lainepikkuseks? Sel juhul võrdub see ... Lähme tagasi kiiruse juurde: kiirus võrdub lainepikkuse ja sageduse korrutisega, eks? Jagame mõlemad osad 20-ga. Muide, kontrollime mõõtühikuid: see on meetrit sekundis. Selgub: λ korda 20 tsüklit sekundis. λ korda 20 tsüklit sekundis. Kui jagame mõlemad osad 20 tsükliga sekundis, saame tsükli kohta 100 meetrit sekundis korda 1/20 sekundit. Siia jääb 5. Siin 1. Saame 5, sekundeid vähendatakse. Ja me saame 5 meetrit tsükli kohta. Sel juhul on lainepikkuseks 5 meetrit tsükli kohta. 5 meetrit tsükli kohta. Imeline. Võib öelda, et see on 5 meetrit tsükli kohta, kuid lainepikkus viitab sellele, et see tähendab tsükli kohta läbitud vahemaad. Sellisel juhul, kui laine levib paremale kiirusega 100 meetrit sekundis ja see on sagedus (näeme, et laine võngub üles-alla 20 korda sekundis), siis peaks see kaugus olema 5 meetrit. Perioodi saab arvutada samamoodi. Periood võrdub ühtsuse ja sageduse suhtega. See võrdub 1/20 sekundiga tsükli kohta. 1/20 sekundit tsükli kohta. Ma ei taha, et sa valemeid pähe õpiksid, ma tahan, et sa mõistaksid nende loogikat. Loodan, et see video aitas teid. Valemite abil saate vastata peaaegu igale küsimusele, kui on 2 muutujat ja kolmas on vaja arvutada. Loodan, et see on teile kasulik. Subtiitrid Amara.org kogukonnalt

Lainepikkus – laineprotsessi ruumiline periood

Lainepikkus keskkonnas

Optiliselt tihedamas keskkonnas (kiht on esile tõstetud pimedas) väheneb elektromagnetlaine pikkus. Sinine joon on hetkeväärtuse ( t= const) lainevälja tugevuse väärtused levimissuunas. Väljatugevuse amplituudi muutust, mis on tingitud liidestelt peegeldumisest ning langevate ja peegeldunud lainete interferentsist, joonisel reeglina ei näidata.

Valgus mängib fotograafias olulist rolli. Tavalisel päikesevalgusel on üsna keeruline spektraalne koostis.

Päikesevalguse nähtava osa spektraalset koostist iseloomustab monokromaatilise kiirguse olemasolu, mille lainepikkus jääb vahemikku 400-720 nm, teistel andmetel 380-780 nm.

Teisisõnu, päikesevalgust saab lagundada monokromaatilisteks komponentideks. Samal ajal päevavalguse ühevärvilised (või ühevärvilised) komponendid ei saa selgelt tuvastada ja spektri järjepidevuse tõttu sujuvalt ühelt värvilt teisele üleminek.

Usutakse, et teatud värvid asuvad aastal teatud lainepikkuste vahemik. Seda illustreerib tabel 1.

Valguse lainepikkused

Tabel 1

Fotograafide jaoks pakub erilist huvi lainepikkuste jaotus spektri tsoonides.

Kokku on neid kolm spektritsoonid: sinine ( B lue), roheline ( G reen) ja punane ( R toim).

Ingliskeelsete sõnade esimeste tähtede järgi R ed (punane), G ohjad (roheline), B lue (sinist) nimetatakse värvide esitussüsteemiks - RGB.

AT RGB- süsteem opereerib paljusid graafilise teabega ühendatud seadmeid, näiteks digikaameraid, kuvareid jne.

Spektri tsoonidesse jaotatud monokromaatilise kiirguse lainepikkused on toodud tabelis 2.

Tabelitega töötamisel oluline on võtta arvesse spektri pidevat olemust. Just spektri pidev olemus toob kaasa lahknevuse nii nähtava kiirgusspektri laiuses kui ka spektrivärvide piiride asukohas.

Spektritsoonidesse jaotatud monokromaatilise kiirguse lainepikkused

tabel 2

Mis puutub monokromaatilistesse värvidesse, siis erinevad teadlased eraldavad neid erineva koguse! Tavapärane on lugeda kuus kuni kaheksa erinevat spektrivärvi.

Kuus spektri värvi

Tabel 3

Esiletõstmisel spektri seitse värvi soovitatakse sinisest vahemikust 436–495 nm, vt tabel 3, eristada kahte komponenti, millest üks on sinine (440–485 nm), teine ​​sinine (485–500 nm).

Spektri seitse värvi

Tabel 4

Spektri seitsme värvi nimetused on toodud tabelis 5.

Spektri seitsme värvi nimetused

Tabel 5

Esiletõstmisel spektri kaheksa värvi paista eraldi silma kollane roheline(550–575 nm), vähendades vahemikku roheline ja kollane värvid vastavalt.

Spektri kaheksa värvi

Tabel 6

Erinevatel eesmärkidel saavad teadlased eristada teist (palju suuremat) spektri värvide arv. Kuid praktilistel eesmärkidel kipuvad fotograafid piirduma 6-8 värviga.

Põhi- ja sekundaarvärvid

Joonis 1. Must-valge, põhi- ja sekundaarvärvid

Põhivärvid- see on kolm värvi kust saad mis tahes muud värvid.

Tegelikult põhineb kaasaegne digifotograafia sellel põhimõttel, kasutades põhivärvidena punast (R), rohelist (G) ja sinist (B), vt tabel 7.

Lisavärvid on värvid, mis segamisel põhivärvidega annavad valge. vaata tabelit 7.

Tabel 7

Põhivärv	Täiendav värv	Tulemuseks olev värv
RGB (0 0 225) Sinine/sinine	RGB (255 225 0) Kollane	RGB (255 225 225) Valge
RGB (0 225 0) Roheline/roheline	RGB (255 0 225) Lilla või fuksia/magenta	RGB (255 225 225) Valge
RGB (255 0 0) Punane	RGB (0 225 225) Sinine/tsüaan	RGB (255 225 225) Valge