المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 رادار - بخش دوم (زنگ تفريح شماره‌ي 60)
رادار - بخش دوم (زنگ تفريح شماره‌ي 60)زنگ تفريح فيزيك
كاربردها

 

رادار - بخش دوم




چكيده
اهداف آموزشي
  اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي – دانش
    - «دانش امور جزوي» > «دانش اصطلاح‌ها»
    - «دانش امور كلي»> «دانش اصل‌ها و تعميم‌ها» 
  اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي - توانايي‌ها و مهارت‌هاي ذهني
    
- «فهميدن» > «ترجمه» > «تفسير»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل»
  اهداف آموزشي در حوزه‌ي عاطفي
    - «دريافت كردن (توجه)» > «آگاهي»
  نتايج مورد نظر 
    - آشنايي با رادار  
    - مثالي از انتقال دوپلر
 محتواي آموزشي
    - انعكاس امواج 
    - انتقال دوپلر 

 

مقدمه


در بخش اول مفاهيم را معرفي كرديم؛ در اين بخش به ارائه‌ي مثال و كاربردهاي رادار خواهيم پرداخت. 



مثال

ببينيم چه اتفاقي مي‌‌افتد: سرعت صوت در هوا در پاركينگ ثابت است. براي ساده‌سازي محاسبه،‌سرعت آن را 960 كيلومتر در ساعت فرض مي‌كنيم (سرعت دقيق را با استفاده از فشار، دما و رطوبت اندازه مي‌گيريم). فرض كنيد كه ماشين هنوز پارك بوده و شما در فاصله‌ي 1.6 كيومتري آن قرار داريد. به‌مدت يك دقيقه بوق مي‌زند. امواج صوتي بوق ار ماشين به شمت‌ شما منتشر مي‌شوند. سرعت صوت همان 960 كيلومتر درساعت است. آن‌چه بعد از 6 ثانيه تأخير مي‌شنويد دقيقا يك دقيقه صداي بوق است (يعني صوت 1.6 كيلومتر را با 960 كيلومتر در ساعت طي مي‌كند).
 

شكل 1



حالا فرض مي‌كنيم ماشين با سرعت 96 كيلومتر در ساعت به سمت شما در حركت است. شما همچنان با 6 ثانيه تأخير صدا را مي‌شنويد. ولي اين‌دفعه 54 ثانيه صدا ادامه خواهد داشت! علت اين است كه ماشين دقيقا بعد از يك دقيقه كنار شما خواهد بود، و صدا در انتهاي يك دقيقه به طور همزمان به شما مي‌رسد. ماشين (از منظر راننده)‌به مدت يك دقيقه بوق مي‌زند. زيرا در حال حركت است. با اين حال شما 54 ثانيه از آن را مي‌شنويد. در اين حالت همان امواج صوتي به مدت كوتاه‌تري شنيده مي‌شوند. علت اين‌است كه فركانس افزايش يافته و داي بوق براي شما بلندتر به نظر مي‌رسد. وقتي ماشين از كنار شما عبور مي‌كند، اين فرايند برعكس مي‌شود و صدا زمان بيش‌‌تري طول مي‌كشد. در نتيجه صدا كم‌تر مي‌شود.

به روشي كه بيان مي‌كنيم مي‌توان اين دو اثر را تركيب كرد. شما با صداي بلند به سمت ماشين داد مي‌زنيد. ماشين در حال نزديك شدن به شما است. مقداري از امواج صوتي ار طرف ماشين بازگردانده مي‌شوند (اكو). زيرا ماشين به سمت شما در حال حركت است ولي امواج صوتي متراكم خواهند شد. در نتيجه صداي اكو بلندتر از صداي شما مي‌شود. اگر تُن صدا را اندازه بگيريد، تشخيص خواهيد داد كه ماشين با چه سرعتي به سمت شما در حركت است.

كاركرد رادار

ديديم كه اكوي‌ صدا را براي اندازه‌گيري فاصله يا عمق مي‌توان استفاده كرد (عمق سنجي دريا از اين طريق انجام مي‌شود). همچنين ديديم كه اثر دوپلر اكو را براي تعيين سرعت مي‌توان استفاده كرد. مي‌توان رادار صوتي طراحي كرد و اين دقيقا همان «ردياب صوتي» است. زيردريايي ها و قايق‌ها همواره از اين ردياب استفاده مي‌كنند. از همين اصل براي هوا هم مي‌توان استفاده كرد. ولي صوت در هوا دو مشكل دارد:

 صوت خيلي سريع حركت نمي‌كند – تا حداكثر 1.6 كيلومتر.
 تقريبا هر شخصي صوت را مي‌شنود، بنابراين «رادار صوتي» اصطلاحا آلودگي ايجاد مي‌كند (مي‌شود اين مشكل را با ابزار فراصوت حل كرد).
 به دليل اين‌كه اكوي صدا بسيار ضعيف است، چندان قابل تشخيص نيست.

بنابراين رادار را براي امواج راديويي به‌جاي صوتي استفاده مي‌كنند. امواج راديويي مسافت‌هاي طولاني را مي‌پيمايند و براي انسان نامرئي محسوب مي‌شوند. ولي تشخيص آن‌ها بسيار ساده است.




فرض كنيم راداري براي تشخيص هواپيما در اختيار داريم. بخش انتقالي و گيرنده‌ي دستگاه رادار روشن مي‌شود و شروع مي‌كنيد به گوش دادن اكو. دستگاه رادار زماني را اندازه مي‌گيرد كه اكو و انتقال دوپلري اكو به شما رسيده است. امواج راديويي با سرعت تزديك نور حركت مي‌كنند. بنابراين رادار ساعت زماني خوبي محسوب مي‌شود. مي‌توان فاصله‌ي هواپيما را اندازه گرفت. با استفاده از تحليل سيگنال‌هاي خاصي، انتقال دوپلري و سرعت هواپيما را به‌طور دقيق مي‌توان به‌دست آورد.
 


در رادارهاي زميني پتانسيل تداخل بيش از رادارهاي هوايي در ارتفاع‌هاي بالاتر از سطح زمين است. وقتي رادار پليس به سمتي نشانه مي‌رود، اكوي همه‌ي اجسام اطراف را مي‌شنود – پُل، ساختمان،‌كوه و غيره. آسان‌ترين راه براي جلوگيري از چنين مشكلي، بايد آن را از اثر دوپلر تفكيك كرد. رادار پليس فقط براي سيگنال‌هاي انتقال دوپلري كار مي‌كند و به اين دليل كه نوفه‌ي رادار روي يك جسم يعني ماشين متمركز مي‌شود، فقط سيگنال‌هاي ماشين را دريافت مي‌كند.

هم‌اكنون پليس با استفاده از ليزر سرعت ماشين‌ها را اندازه مي‌گيرد. اين روش را «ليدار» (Lidar) مي‌نامند كه تركيبي است از كلمه‌‌هاي «ليزر» و «رادار»؛‌ در اين‌جا به‌جاي امواج راديويي از ليزر استفاده مي‌شود.

1386/11/22لينک مستقيم

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1387/3/10
مـتـن : ******************تشکر********************

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1386/12/8
مـتـن : سلام
ممنون میشم اگر مطلبی در مورد ساخت رادار داشتید برای من هم ارسال کنید
با تشکر و اگه میشه کمی وقتشو بیشتر کنید ;)
پاسـخ :سلام
ممنون از لطفت!

فرستنده :
دنيا HyperLink HyperLink 1386/11/28
مـتـن : سلام من هم مي خواستم سوال مهدي را مطرح كنم ولي به دليل اشناي كم به اينترنت نتونستم مقاله در مورد ساخت يك رادار كوچك پيدا كنم اگه مي شود درس چند تا از اين سايتها را كه مقاله خوب دارن بنويس كتاب هم باشد بد نيست
پاسـخ : http://en.wikipedia.org/wiki/Radar
اينم يك لينك مفيد كه مي‌توني از طريق اون به لينك ها و مقالات و كتاب هاي مفيد هم مي‌رسي. اينها انگليسي هستند. ولي برا ي فارسي بايد كتاب هاي رشته‌‌ي مخابرات رو بخوني. كه دانشگاهي هستند و بايد قبل از هر چيز فيزيك پايه و بعد بايد الكترومغناطيس رو بلد باشي. جداي از اينها الكترونيك، مدار منطقي و غيره بلد باشي.

فرستنده :
مهدي HyperLink HyperLink 1386/11/23
مـتـن : آموزش ساخت يك رادار كوچك تحقيقاتي را بنويسيد واگر امكان داشت برايم
ميل كن تا ما هم سهمي در پيشرفت اين سرزمين داشته وسايل و لوازم همرا با آموزش ساخت رادار را بنويسيد
مرسي
پاسـخ : مهدي جان
در اين‌جا نمي‌شه حجم مطالب رو بالا برد. ولي احتمالا اسفند ماه چند مطلبي از جمله ساختار دستگاه هاي الكترونيكي و كاركرد دستگاه‌ها مطالبي رو مي‌نويسم. در اينترنت هم مي‌توني مطالب بسيار خوبي رو جمع‌اوري كني. از يك لحاظ بسيار مفيدتر از قرار دادن مطلب در سايته. چون محدوديت فضا و تنوع موضوعي باعث مي‌شه كه نتونيم اين‌كار رو به نحو احسن انجام بديم.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2413
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2413