تبلیغات
مجله فناوری مبتکران - اکو و داپلر

اکو و داپلر

مخابرات تکنولوژی علمی

محل تبلیغات شما
اکو و داپلر

تصاویر زیباسازی|www.RoozGozar.com|تصاویر زیباسازی
اکو پدیده ای است که شما حتما آن را تجربه کرده اید. اگر شما در داخل یک چاه یا یک دره فریاد بزنید برگشت صدای خود را پس از چند لحظه خواهید شنید و دلیل این پدیده اینست که برخی از امواج صوتی فریاد شما به سطحی ( مثلا بدنه چاه یا سطح آب در ته چاه و یا دیواره روبرویی شما در یک دره ) برخورد کرده و مجددا به سوی شما منعکس شده و به گوش شما می رسد و شما مجددا آنها را می شنوید. فاصله زمانی بین احظه ای که شما فریاد زده اید و لحظه ای که اکوی صدای خود را می شنوید بستگی به فاصله بین شما و سطح منعکس کننده امواج دارد.
داپلر نیز یک پدیده رایج است . شما حتما بارها آن را تجربه کرده اید ( شاید بدون اینکه آن را درک کرده باشید). این پدیده هنگامی اتفاق می افتد که منبع صدا و یا منعکس کننده آن، یک جسم در حال حرکت باشد و این پدیده در نهایت منجر به تولید امواج سونیک می شود . حال به توضیح این پدیده می پردازیم .
تصور کنید اتومبیلی که با سرعت 60 مایل در ساعت بسوی شما در حال حرکت است بوق خود را به صدا در میاورد . هنگامی که اتومبیل در حال نزدیک شدن است صدای بوق آن هم بطور یکنواخت با نزدیک شدن اتومبیل بلند تر می شود اما هنگاهی که اتومبیل از مقابل شما عبور کرد صدای بوق بطور ناگهانی کم می شود . در حالی که این صدای یک بوق است که آن بوق همیشه یه صوت را تولید می کند اما پدیده داپلر باعث می شود که شما صدا را این گونه بشنوید.
چرا این اتفاق می افتد؟ سرعت صوت به شرط اینکه هوا ساکن باشد تقریبا در همه جا ثابت و حدود 600 مایل بر ساعت است. (سرعت دقیق آن بستگی به فشار و رطوبت هوا و دما دارد) .
تصور کنید اتومبیل متوقف است و دقیقا یک مایل با شما فاصله دارد و به مدت یک دقیقه بطور مداوم بوق می زند. امواج صوتی منتشر شده توسط بوق با سرعت 600 مایل بر ساعت به سمت شما حرکت می کنند و شما صدای بوق را با 6 ثانیه تاخیر خواهید شنید. (زیرا 6 ثانیه طول می کشد تا امواج با سرعت 600 مایل برساعت مسافت یک مایلی بین بوق و شما را طی کنند)
از پدیده اکو می توانیم برای تعیین فاصله یه شیء از یک محل مشخص استفاده کنیم همچنین مشاهده کردیم که با استفاده از ترکیب پدیده های اکو و داپلر می توانیم سرعت شیی را که به سمت ما می آید تعیین کنیم . بنابراین ما می توانیم یک رادار صوتی داشته باشیم و این دقیقا همان کاری است که سونار انجام می دهد. زیردریایی ها و کشتی ها همواره از سونار استفاده می کنند. دستگاه های سونار دقیقا طبق اصول انتشار صوت در هوا کار می کنند اما استفاده از امواج صوتی چندین مشکل دارد:
• امواج صوتی برد کمی دارند و حداکثر پس از یک مایل نابود می شوند.
• امواج صوتی را تقریبا همه می توانند بشوند و بنابراین یک رادار صوتی می تواند برای افرادی که در اطراف آن هستند مزاحمت زیادی ایجاد کند.( که البته می توان این مشکل را با استفاده از امواج فراصوتی بجای امواج قابل شنیدن تا حد زیادی مرتفع کرد)
• امواج صوتی پس از اکو ضعیف می شوند و این، کشف و دریافت آنها را مشکل می کند.
بنابراین در رادارها بجای استفاده از امواج صوتی از امواج رادیویی استفاده می شود. امواج رادیویی برد زیادی دارند ، توسط انسانها قابل حس نیستند و کشف و دریافت آنها حتی هنگامی که ضعیف هم شده اند براحتی امکان پذیر است.
اجازه بدهید عملکرد یک رادار را که برای کشف هواپیماهای در حال پرواز طراحی شده است شرح دهیم . ابتدا مکانیزم ارسال در رادار فعال می شود و امواج رادیویی را با قدرت زیاد و فرکانس بالا را به طرف هواپیما ارسال می کند. مدت ارسال این امواج در حد یک میکروثانیه است. سپس مکانیزم ارسال در رادار غیر فعال شده و مکانیزم دریافت فعال می گردد و منتظر دریافت اکوی امواج ارسال شده می ماند. سیستم رادار مدت زمان بین ارسال امواج و دریافت اکوی آنها را به دقت اندازه گیری می کند. سرعت امواج رادیویی برابر با سرعت نور و در حدود 1000 فوت در هر یک میکروثانیه است . بنابراین اگر سیستم رادار از یک ساعت بسیار دقیق برخوردار باشد می تواند مسافت هواپیما با رادار را بسیار دقیق اندازه گیری کند و اگر مجهز به یک سیستم ویژه پردازشگر امواج نیز باشد می تواند امواج داپلر را به دقت بررسی کرده و سرعت هواپیما را به طور کاملا دقیق مشخص کند.
در رادارهای زمینی امکان مداخله امواج بسیار بیشتر از رادارهای هوایی است .هنگامی که یک رادار پلیس پالسی را ارسال می کند امواج آن به هر شیئ که در مقابل آن باشد مانند: حفاظهای جاده ، پل ها ، ساختمان ها ، کوه ها و … برخورد کرده و اکو می شوند. بهترین راه برای فیلتر کردن امواج بازگشتی این است که بتوانیم امواج داپلر را از میان سایر امواج تشخیص دهیم . رادارهای پلیس فقط امواج داپلر را مورد بررسی قرار می دهند و چون این امواج بطور دقیق روی یک اتومبیل خاص فکوس شده می توانند سرعت آن اتومبیل را بدست آورند.
امروزه رادارهای پلیس از تکنولوژی لیزر برای بدست آوردن سرعت اتومبیل ها برخوردار گشته اند که این رادار های لیزری را لیدار می نامند. لیدار ها بجای امواج صوتی از نور استفاده می کنند.
واژه ی «رادار» از حروف اول چند کلمه ی انگلیسی به معنای آشکارسازی و فاصله یابی رادیویی درست شده است.
پس، رادار به دستگاهی می گویند که بتـواند وجـود چیزی را کشف و فاصله آن را نیز تعیین نماید. البته چنین کاری باید به وسیله امواج رادیویی انجام پذیرد تا بتوان نام آن دستگاه را رادار نهاد.
برای آشنایی با کار رادار بهتر است که آن را با یک چراغ قوه مقایسه کنیم.
مثلاً شما در جای تاریکی هستید و چراغ قوه ای هم در دست دارید. همین که آن را روشن می کنید می بینید امواج نور به صورت یک تابه، فضای تاریک را می شکافد و در جهتی متمرکز می شود که شما چراغ را به آن سو نگاه داشته اید. آیا می دانید در آن شب تار چه چیزی روی داده تا شما را قادر به دیدن کرده است؟
در زمانی کمتر از یک میلیونیم ثانیه، نور چراغ قوه شما به درخت یا جسم دیگری برخورد می کند، دوباره نور برمی گردد و به چشم شما می رسد. در این صورت شما قادر به دیدن آن ها می شوید. البته در آن منطقه درختان دیگر یا اجسام دیگری هم هستند، ولی چون تابه نور چراغ به آن ها نرسیده است، شما نمی توانید آن ها را هم ببینید.
دستگاه رادار نیز عیناً همین گونه کار می کند، با این تفاوت که به جای « امواج نور » که از چراغ قوه بر می خیزد، از رادار امواج رادیویی پخش می گردد.
« امواج نور » را می توان با چشم دید، ولی « امواج رادیویی » نامرئی می باشند.
موج نور و موج رادیویی هر دو از امواج برقاطیس به شمار می روند.
اختلاف امواج نور با امواج رادیویی، فقط در طول موجشان است. رادار امواج بسیار کوتاهی دارد که طولشان فقط به چند سانتی متر می رسد. از این رو آن ها را مایکرویو یعنی امواج بسیارکوتاه، می خوانند.
از آن جا که طول این دو نوع موج با هم فرق دارد؛ پس هر کدام به گونه ای خاص عمـل می کنند.
برای مثال، امواج رادیویی رادار از ابرهای نزدیک افق ما نیز عبور می کند، ولی امواج نور هرگز نه.
همچنین ما نمی توانیم با چشم، گوش یا سایر حواس خود و بدون به کار گرفتن دستـگاه خاصی امواج رادیویی را درک کنیم. اما نور را با چشم هم می توان دید. دانشمندان برای گرفتن امواج رادیویی به دستگاه مخصوصی نیاز دارند.
ضمناً با اندکی چرخاندن تابه رادار می توان وجود چیزهای دیگر را نیز که در اطراف آن جسـم قرار گرفته اند، دریافت.
زمان بازگـشت موج رادار با واحد یک میلیونیم ثانیه تعیین می شود. پس باید حساب کنیم و ببینیم که موج، پس از برخورد با جسم مورد نظر، در چه مدتی به سوی دستگاه رادار بازگشته است. با تعیین این مدت می توان فاصله ی مکانی آن جسم را نسبت به خودمان نیز محاسبه کنیم

این رمزینه را با دوربین گوشیتان اسکن کنید و این مطلب را در موبایلتان مشاهده کنید

جهت دانلود نرم افزار بارکد و کیوآرکد خوان بر روی اینجا کلیک کیند

این رمزینه را با دوربین گوشیتان اسکن کنید و این مطلب را در موبایلتان ببینید .

اشتراک گذاری مطلب :

نظرات

ارسال نظر

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.