Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Портис А. -> "Физическая лаборатория" -> 57

Физическая лаборатория - Портис А.

Портис А. Физическая лаборатория. Под редакцией Русакова Л.А. — М.: Наука, 1972. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): fizlab1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 116 >> Следующая

Представим себе источник монохроматических радиоволн St и пару приемников /?! и R2, как показано на рис. ' рис. is.
15. При сложении радиосигналов от двух приемников мы получим напряжение
VX=V* cos о, (t - r-f) +V0 cos &l (t - rf). (14)
Полагая, что расстояние L между приемниками мало по сравнению с расстоянием до источника, мы можем приближенно положить
ru = r0—~Lsm$lt г12 = + — sin д (15)
и получить
V, =-2V0 coso, cos (^f^)- (16)
Этот сигнал показан на рис. 16 как функция sinfli.
Рис. 16.
Теперь представим, что имеется второй источник с частотой о)2, показанный на рис. 17. Складывая напряжения приемников от сигнала второго источника, полечим
П = 2^созЧ(<-^)со5(5Ц^). (17)
183
Если два источника расположены очень близко друг к другу, интенсивности складываются. Однако если источники разделены, будет наблюдаться небольшое изменение в фазах вариаций интенсивности. В частности, если два источника разделены так, что
%
(18)
Рнс. 17.
максимум интенсивности одного сигнала будет лежать при нуле другого. Увеличивая расстояние L до тех пор, пока две вариации интенсивности не окажутся в противофазе, мы можем определить угловой диаметр ДФ.
Один из способов, позволяющих избежать проблемы сравнения фаз на больших расстояниях,— это использование поверхности воды в качестве зеркала Ллойда. При этом приемник располагается на крутом обрыве, как показано на рис. 18. Сигнал, отраженный водой, равен сигналу, который был Щ бы принят воображаемым приемником RZi расположенным в месте зеркального изображения приемника R! относительно поверхности воды.
Чтобы понять устройство, использованное Брауном и Твиссом, сначала вычислим сигнал от источников Sx и 5а, полученный приемником Ru находящимся на высоте+L/2, рис. 19. Используя приближение больших расстояний, напряжение на Rx можно записать В ВИДе Рис. 19.
Vx = V0 cos ( a>f—) cos ( Y Д<»* —J X A# cos u) ¦ <19>
График этого сигнала как функции времени показан на рис: 20.
Напряжение на втором приемнике R2 при высоте —L/2 дается выражением
V2 = V0 cos^cof—^р) cos (д Да* + ~~ ДО cos д). (20)
Рис. 18.
184
Если два источника 5г и 52 сдвинуты вплотную, вариации интенсивности с частотой Аю будут в фазе. Но если разница в углах составляет
ДО
(21)
два сигнала будут отличаться по фазе на 90°. Мы можем измерить угловой диаметр 52 и 52, увеличивая Ь до тех пор, пока разность фаз не будет равна 90°. Мы видим, что, хотя два метода определения
Рис. 20.
совершенно различны, фазовые условия, выраженные уравнениями (18) и (21), идентичны.
На практике имеют дело не с парой источников, а с протяженным радиоисточником. Кроме того, радиоисточник излучает целый
Рис. 21.
диапазон частот, что .приводит к диапазону частот вариаций интенсивности. Когда приемники близки друг к другу, все изменения интенсивности будут в фазе. Когда приемники разнесены на расстояние, определяемое из соотношения (21), вариации интенсивности будут сильно перепутаны и между ними не будет определенной корреляции.
185
Интерферометр типа Майкельсона можно собрать по схеме, показанной на рис. 21. Сигналы от пары приемников могут быть слбжены на осциллографе. В данном случае действительно нет необходимости детектировать огибающую, так как интенсивность сигнала можно наблюдать непосредственно на осциллографе. Для
которого изменения интенсивности от двух источников гасятся. Можно детектировать выходной сигнал по схеме рис. 22 и измерять вольтметром напряжение постоянного тока.
Устройство, используемое в качестве интерферометра Брауна — Твисса, представлено на рис. 23. Здесь сигналы от каждого прием-
ника детектируются отдельно. Наиболее удобно сравнивать сигналы, подавая их соответственно на горизонтально и вертикально отклоняющие пластины осциллографа". Заметьте, что, когда приемники сдвинуты вплотную, две огибающие вариаций находятся в фазе, что проявляется как диагональная линия на экране осциллографа. Когда расстояние Ь возрастает, линия превращается в эллипс. Когда два сигнала сдвинуты по фазе точно на 90° (см. Р. 1.7), основные оси эллипса будут вертикальны и горизонтальны. Проверьте расстояние Ь между приемниками по формуле (21).
Рис. 22.
наблюдения колебаний интенсивности приблизьте ^1 и Н2 вплотную друг к другу и расположите источники 5Х и 52 перед приемниками. Увеличивая расстояние Ь Между /?, и Я2, вы
найдете расстояние, для
Рис. 23-
РАЗДЕЛ 3
ВВЕДЕНИЕ В СТАТИСТИЧЕСКУЮ ФИЗИКУ
Работа 3.1. РАДИОАКТИВНЫЙ РАСПАД
Раздел 3 лабораторного курса служит введением в статистическую и квантовую физику. Первые четыре опыта связаны, в основном, с электронами, следующие четыре опыта — с фотонами. В качестве электронного источника малой интенсивности со случайным вылетом частиц очень удобно использовать нестабильный изотоп, который испускает электрон (Р-частицу). Мы приводим в таблице ряд пригодных для этой цели радиоактивных изотопов. Обычно стандартные источники такого типа заключены в пластмассовые капсулы.
Изотоп Испускаемые частицы Энергия. Мэв Период полураспада
Кальций-45 Р 0,25 165 дней
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 116 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed