المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 راه‌پيما
راه‌پيمازنگ تفريح فيزيك
مودم و آنتن‌هاي بي سيم چطور کار مي‌کنند.
 
 چشمان پرتو ايکس سوپرمن مي‌توانست خيلي چيزها را ببيند؛ ولي پرتو ايکس پُرانرژي‌ست و به بدن صدمه وارد مي‌کند. ولي در اين مطلب يک روش ايمن‌تر براي اين ديد و استفاده از پرتو ايکس معرفي مي‌کنيم! ديدن اجسام از پشت ديوار، منتهي بايد روتر بي‌سيم در ساختمان باشد.
 
 
 
روتر
ارتباط بي‌سيم معمولاً در گستره‌ي ۳۰ تا ۳۰۰ گيگاهرتز است، و روتر بي‌سيم به ابزارهاي الکترونيک اجازه‌ي تبادل داده‌ها را به همان طريق بي‌سيم مي‌دهد. داده‌ها را امواج الکترومغناطيس حمل مي‌کنند. از جمله موبايل‌ها، پَدها، لب‌تاپ، تَبلِت، کامپيوترها مي‌توانند امواج دريافتي از آنتن‌شان را دريافت به عبارتي داده‌ها را ترجمه و شما مي‌توانيد به زباني آشنا براي بررسي يا استفاده از آن‌ها ببينيد.
اين ابزار جلوي دريافت سيگنال‌ها از روتورهاي بي‌سيم و بلوتوث را با فرکانس‌هايي نزديک ۲.۴ ميليون چرخه در ثانيه يا همان ۲.۵ گيگاهرتز مي‌گيرد. گاهي، حدود ۵ ميليارد چرخه در ثانيه ۵ گيگاهرتز خواهيم داشت. بيشتر ورترهاي خانگي گستره‌اي بين ۲۰ تا ۵۰ متر داخل خانه بسته به معماري آن و حدود ۱۰۰ متر در محيط باز دارند. مصرف کننده‌هاي داخل ساختمان اغلب مصرف‌کننده‌هاي روترهاي ديگر را هم که در همسايگي‌شان هستند مي‌بينند. چرا؟
چون امواج الکترومغناطيسي که روترها گسيل مي‌کنند، هم منعکس و هم مواد ساختماني رد مي‌شود. مواد جاذب اين امواج هستند ولي نه به‌طور کامل. مقداري که منعکس مي‌شود، مي‌گذرد، و جذب مي‌شود، بستگي به نوع ماده ساختماني دارد. اين امواج الکترومغناطيس توسط بدن انسان جذب يا منعکس مي‌شوند، که به آشکارسازِ روتر، اجازه‌ي ديدنش جسم را مي‌دهد. ولي اين روترها تمام اجسامي که در اطرافشان باشد لزوما نمي‌بينند. در واقع علت اين است که تغيير فرکانس باعث مي‌شود بتوانند جسم را تشخيص دهند. با اين حال براي اندازه‌گيري‌هاي بهتر از سيگنال‌هاي قوي‌تر و زمان آشکارسازي بيشتر به‌دست مي‌آيد.
 
آشکارساز و اثر دوپلر
 يک دريافت‌کننده بيرون از يک ساختمان قرار دارد، که آنتني با توان شدت ۲.۴ تا ۵ گيگاهرتز دارد و مي‌خواهد سيگنالِ روتري که موجش از ديوار مي‌گذرد را دريافت کند. يعني تمام امواجي که در محيط پراکنده هستند، و از اجسام گسيل مي‌شوند و براثر حرکت‌شان اثر دوپلر اتفاق مي‌افتد و همين تغييرات عامل شناسايي جرکت اجسام مي‌شود. اين همان ديدن آدم‌ها از پشت ديوار است. شما حتي اگر فيزيک هم ندايد، هر روز با اين پديده روبرو هستيد و تجربه مي‌کنيد. مثلآً يک ماشين اورژانس، پليس، يا آتش‌نشاني؛ وقتي به سمت شما حرکت مي‌کند فرکانس بيشتر مي‌شود و طول موج کوتاه‌تر و وقتي از شما دور مي‌شود روند فرکانس و حتي شکل آن آينه‌اي مي‌شود اگر شبيه نور توضيح بدهيم، درست مثل تصويري با جهت مخالف است. يعني ساعتگرد به پادساعتگرد تبديل شده و شما جلوي آينه، مثلاً چشم چپ‌تان را راست مي‌بينيد و برعکس. موج هم همين است. البته اين حالت ساده مربوط به زماني است که شنونده يا دريافت کننده موج يک جا ثابت باشه. اگر خودش هم در حال حرکت باشد بايد فرمولي نسبي را با استفاده از تبديلات گاليله اي برايش حساب کنيم.
در تصاويري که آمده شما جبهه موج را مي‌بينيد که از گذرنده دورشونده و نزديک‌شونده مي‌رسند و دريافت کننده‌ي موج که آن را شناسايي مي‌کند. آشکارسازهاي تصويري که برخلاف روترها يا مودم‌هاي اينترنتي از نور مرئي استفاده مي‌کنند، هم اثر دوپلر اساس کارشان است. حتي جبهه موج مکانيکي آب و هر سيال ديگري. در مورد روترهاي شهري اينترنت و موبايل و غيره، يک آنتن خط پايه فرکانس روتر و دومي خط پايه فرکانس جسم نزديک را آشکارسازي مي‌کنند. 
 
 
 
 
 آينده‌ي اين فناوري
روش تصويري روترها مي‌تواند در پزشکي مورد استفاده‌هاي زيادي قرار گيرد. آشکارسازي از راه تنفس و مانيتور کردن بدن يکي از کاربردهاي آن است. يعني پزشکان نيازي به کُلي سيم وصل کردن به بيمار براي ددين داخل بدنش يا دريافت سيگنال تنفس، مغز، يا قلب ندارند.
اگر بخواهيد روترها درون ديوار کار بگذاريد، مي‌توانيد به جذب امواج بي‌سيم هم چشم داشته باشيد که چنين روشي فعلا در دسترس نيست.

منبع: 

فيزيکس سنترال

H.M. Doss

1392/10/1لينک مستقيم

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:  1327
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1327