Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 35. Радиолокация, гидроакустическая локация и звуко-
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 35. Радиолокация, гидроакустическая локация и звуко-
метрия. Если скорость распространения волн известна, то из- мерение их запаздывания позволяет решить обратную задачу: найти пройденное ими р а с с т о я н и е. Ничтожные промежутки времени, затрачиваемые электромаг- нитными волнами на пробег наземных расстояний, теперь уже не лежат за пределами доступного наблюдению, и мы умеем измерять их с большой точностью. На этом основано действие р а д и о л о к а т о р о в — приборов, предназначенных для обна- ружения кораблей, самолетов и т. п. Радиолокатор посылает короткий электромагнитный сиг- нал — последовательность очень быстрых колебаний, длящуюся 1–2 мкс (рис. 65). Этот сигнал отмечается на экране элек- тронного осциллографа в виде отброса электронного пучка от прямой AB (рис. 66), по которой этот пучок пробегает под действием развертывающего напряжения (§ 26). Отразившись от препятствия, сигнал возвращается, принимается радиолокато- ром, усиливается и снова подводится к осциллографу. Возникает второй отброс электронного пучка от прямой AB, соответству- ющий приходу отраженного сигнала. Расстояние между двумя
92 Гл. IV. Волновые явления отбросами на экране осциллографа в определенном и заранее известном масштабе изображает время 2t между моментом Рис. 65. Сигнал («импульс») локатора, изображенный с пробелом, так как в нем содержится около сотни быстрых колебаний и без пробела он получился бы слишком растянутым посылки сигнала и моментом прихода отраженного сигнала (t — время пробега сигнала в одну сторону). Так как скорость распространения радиоволн известна, то можно градуировать Рис. 66. Изображения сигна- лов на экране осциллографа радиолокатора прямую AB прямо в единицах длины и непосредственно читать на экране осциллографа расстоя- ние до отражающего предмета. В действительности радиоло- катор посылает не однократный сигнал, показанный на рис. 65, а ряд таких сигналов, следующих друг за другом через равные про- межутки времени много (напри- мер, тысячу) раз в секунду. Раз- вертка тоже делается периодиче- ской и синхронной с посылкой сигналов. Таким образом, изоб- ражения посылаемого и принимаемого (отраженного) сигналов воспроизводятся на экране осциллографа много раз в секунду и воспринимаются наблюдателем как непрерывная картина. Этому способствует и так называемое п о с л е с в е ч е н и е флуо- ресцирующего вещества, которым покрыт экран осциллографа. Точка экрана, в которую попадает электронный пучок после ухода пучка в другое место экрана, светится еще в течение некоторого времени. Это время послесвечения у разных флуоресцирующих веществ различно. В частности, его можно подобрать так, чтобы изображение, «нарисо- ванное» электронным пучком за один период развертки, не успевало погаснуть до следующего ее периода, т. е. до следующего пробега электронного пучка по экрану. Периодическое повторение посылаемых сигналов, давая на экране осциллографа непрерывную легко наблюдаемую картину, позволяет следить за перемещениями предметов, отражающих Гл. IV. Волновые явления 93 локационные сигналы. Если такой предмет, например самолет, движется, то вместе с изменением расстояния до него будет меняться положение второго отброса электронного пучка на экране осциллографа, т. е. мы увидим, что самолет приближается к локатору или удаляется от него. С помощью радиолокаторов можно также определять рассто- яние до берега и вообще любого предмета, способного хорошо отражать радиоволны. Таким образом, радиолокаторы можно ис- пользовать для навигации и других целей. В настоящее время значение радиолокации, в частности в военном деле, чрезвы- чайно велико. В СССР первые работы в области радиолокации были начаты уже в 1932 г. под руководством Ю. А. Коровина; первая в СССР радиолокационная установка была построена Ю. Б. Кобзаревым и его сотрудниками в 1939 г. Задачу измерения расстояний в ряде случаев можно решать, определяя время запаздывания звука. При распространении зву- ковых сигналов времена запаздывания гораздо больше, и поэто- му их легче точно измерить. Однако значительно менее точно известна скорость распространения сигнала, так как в практи- ческих условиях на нее влияет целый ряд обстоятельств: ветер, неоднородность температуры среды (воздуха, воды) и т. п. На том же принципе (измерения времени запаздывания от- раженного сигнала) основаны г и д р о а к у с т и ч е с к а я л о- к а ц и я и э х о л о т и р о в а н и е. Гидролокаторы позволяют, Рис. 67. Действие эхолота например, обнаруживать с над- водных кораблей подводные лодки и, наоборот, с подводных лодок надводные корабли. При помощи эхолотов измеряется глубина мор- ского дна. Эхолот действует сле- дующим образом. В дно корабля монтируют специальные излуча- тель и приемник у л ь т р а з в у- к о в ы х в о л н (рис. 67), которые применяются потому, что они зна- чительно короче звуковых, и это обеспечивает некоторые преиму- щества, связанные с направлен- ностью излучения (§ 42). Излуча- тель периодически посылает короткие сигналы ультразвуковой частоты, а приемник принимает и автоматически записывает на ленте запаздывание сигналов, отраженных от морского дна, т. е. записывает в определенном масштабе глубину моря. В результате
94 Гл. IV. Волновые явления при движении корабля на ленте записывается профиль морского дна. Измеряя р а з н о с т и между временами прихода какого-ли- бо отрывистого звука (взрыв, выстрел) в т р и различных пункта наблюдения, можно определить местонахождение источника это- го звука. Такой способ, называемый звукометрией, применяется в военном деле для засечки артиллерийских батарей противника. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|