Реферат: Радиотехника и космос

требуется изменить частоту радиоприемника.

Чем больше размеры зеркала, тем больше излучения оно собирает. Количество

собираемого излучения, очевидно, пропорционально площади зеркала. Значит, чем

больше зеркало, тем чувствительнее телескоп, тем более слабые источники

излучения удается наблюдать — ведется ли прием на радиоволнах или в лучах

видимого света.

Замечательно, что радиотелескопы можно устанавливать в любом пункте страны.

Ведь они совсем не зависят от капризов погоды или прозрачности атмосферы. С

помощью радиотелескопов можно исследовать Вселенную хоть в проливной дождь!

4.Борьба с помехами.

Нелегко создать сплошное металлическое зеркало с поперечником в несколько

десятков метров, да еще установить так, чтобы, перемещая зеркало с

удивительной плавностью, его можно было нацелить на любой участок неба.

Каждое такое творение рук человеческих есть истинное чудо современной

техники.

Иногда зеркало радиотелескопа, как уже говорилось, делают очень большим, но

неподвижным. При высокой чувствительности подобный телескоп ограничен в своих

возможностях — он всегда направлен на одну и ту же точку неба.

Впрочем, и неподвижный телескоп все-таки движется, ведь он находиться на

поверхности Земли, а земной шар непрерывно и равномерно вращается вокруг

своей воображаемой оси. Поэтому в поле зрения неподвижного радиотелескопа

постоянно появляются все новые и новые небесные тела, причем наблюдению

доступен довольно широкий круговой пояс неба. Разумеется, через сутки, когда

Земля совершит полный оборот, картины в поле зрения радиотелескопа снова

начнут повторяться.

Радиоприемники присоединенные к антенне радиотелескопа, очень чувствительны.

Если, например, к ним просто подключить какой-нибудь проводник, то приемник

станет реагировать на беспорядочные тепловые движения в этом проводнике.

Яснее говоря, тепловое движение электронов вызывает на концах проводника

беспорядочно меняющиеся напряжения, пропорциональные температуре проводника.

В приемнике эти процессы приобретут характер «шумов».

Хотя мощность таких помех от антенного устройства ничтожно мала, они все же,

как это не обидно, подчас в десятки, а иногда и в сотни раз превосходят

мощность космического радиоизлучения. Мешают также и шумы, возникающие в

самом приемнике при работе транзисторов.

Шумы, порожденные аппаратурой, как бы маскируются под космическое излучение.

Они похожи друг на друга и усиливаются в приемнике одновременно. Этим

обстоятельством ограничивается чувствительность современных радиотелескопов.

Однако с помощью большого усложнения аппаратуры удается зарегистрировать

сигналы в сто раз более слабые, чем шумы аппаратуры.

При изучении слабых источников космических радиоволн применяют довольно

сложные и хитроумные методы и устройства. позволяющие уловить неуловимое. И

здесь победа остается в конце концов за человеком. Рост техники

радиоастрономии происходит очень бурно, и с каждым годом радиотелескопы

становятся все более и более чувствительными.

Впрочем, уже сейчас чувствительность радиотелескопов вызывает удивление. Если

сравнить энергию излучения, воспринимаемую самыми лучшими из современных

радиотелескопов, с энергией видимого света, посылаемого звездами, то

окажется, что радиотелескопы в тысячи раз чувствительны гигантских

телескопов-рефлекторов. Среди всевозможных приемников электромагнитных волн

радиотелескопы не имеют себе равных.

5.О зоркости радиотелескопов.

Благодаря сложным оптическим явлениям лучи от звезды, уловленные телескопом,

сходятся не в одной точке (фокусе телескопа), а в некоторой небольшой области

пространства вблизи фокуса, образуя так называемое фокальное пятно. В этом

пятне объектив телескопа конденсирует электромагнитную энергию светила,

уловленную телескопом. Если взглянуть в телескоп, звезда нам покажется не

точкой, а кружочком с заметным диаметром. Но это не настоящий диск звезды, а

только ее испорченное изображение, вызванное несовершенством телескопа. Мы

видим созданное телескопом фокальное пятно.

Чем больше диаметр объектива, тем меньше и размеры фокального пятна.

С величиной фокального пятна тесно связана разрешающая способность телескопа.

Так называют наименьшее расстояние между двумя источниками излучения, которые

данный телескоп дает различить в отдельности. Если, например, в двойной

звезде обе звезды так близки на небе друг к другу, что их изображения,

создаваемые телескопом, попадают практически внутрь фокального пятна, двойная

звезда покажется в телескоп одиночной.

Îïòè÷åñêèå òåëåñêîïû îáëàäàþò âåñüìà áîëüøîé ðàç­ðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèëó÷­øèå èç îïòè÷åñêèõ òåëåñêîïîâ ñïîñîáíû «ðàçäåëèòü» äâîéíûå çâåçäû ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó ñîñòàâëÿþùèìè â 0,1 ñåêóíäû äóãè! Ïîä òàêèì óãëîì âèäåí ÷åëîâå÷å­ñêèé âîëîñ íà ðàññòîÿíèè 30 ì.

Ðàäèîòåëåñêîïû âîñïðèíèìàþò âåñüìà äëèííîâîë­íîâîå èçëó÷åíèå. Ïîýòîìó ôîêàëüíîå ïÿòíî â ðàäèî­òåëåñêîïàõ îãðîìíî. È ñîîòâåòñòâåííî ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ýòèõ èíñòðóìåíòîâ âåñüìà íèçêà. Îêàçû­âàåòñÿ, íàïðèìåð, ÷òî ðàäèîòåëåñêîï ñ äèàìåòðîì çåðêàëà 5 ì ïðè äëèíå ðàäèîèçëó÷åíèÿ 1 ì ñïîñîáåí ðàçäåëèòü èñòî÷íèêè èçëó÷åíèÿ, åñëè îíè îòñòîÿò äðóã îò äðóãà áîëüøå ÷åì íà äåñÿòü ãðàäóñîâ!

Äåñÿòü ãðàäóñîâ—ýòî äâàäöàòü âèäèìûõ ïîïåðå÷­íèêîâ Ëóíû. Çíà÷èò, óêàçàííûé ðàäèîòåëåñêîï íå ñïî­ñîáåí «ðàçãëÿäåòü» â îòäåëüíîñòè òàêèå ìåëêèå äëÿ íåãî íåáåñíûå ñâåòèëà, êàê Ñîëíöå èëè Ëóíà.

ßñíî, ÷òî íèçêàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü îáû÷­íûõ íåáîëüøèõ ðàäèîòåëåñêîïîâ — áîëüøîé íåäîñòà­òîê; äàæå ïðè îãðîìíûõ ðàçìåðàõ çåðêàëà îíà, êàê ïðàâèëî, óñòóïàåò ðàçðåøàþùåé ñèëå ÷åëîâå÷åñêîãî ãëàçà (íå ãîâîðÿ óæå îá îïòè÷åñêèõ òåëåñêîïàõ). Êàê æå ìîæíî óñòðàíèòü ýòî ïðåïÿòñòâèå?

Ôèçèêàì óæå äàâíûì-äàâíî èçâåñòíî ÿâëåíèå ñëî­æåíèÿ âîëí, íàçâàííîå èìè èíòåðôåðåíöèåé.  øêîëü­íîì ó÷åáíèêå ôèçèêè ïîäðîáíî îïèñàíî, êàêîå çíà÷å­íèå èìååò èíòåðôåðåíöèÿ íà ïðàêòèêå. Îêàçûâàåòñÿ, èíòåðôåðåíöèþ ìîæíî èñïîëüçîâàòü â ðàäèîàñòðî­íîìèè.

Âîîáðàçèì, ÷òî îäíîâðåìåííî èç äâóõ èñòî÷íèêîâ ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ äâå âîëíû. Åñëè îíè, êàê ãîâîðÿò ôèçèêè, íàõîäÿòñÿ â ïðîòèâîïîëîæíûõ ôàçàõ, òî åñòü «ãîðá» îäíîé ïðèõîäèòñÿ êàê ðàç ïðîòèâ «âïàäèíû» äðóãîé, îáå âîëíû «ïîãàñÿò» äðóã äðóãà, è êîëåáàíèÿ ñðåäû ïðåêðàòÿòñÿ. Åñëè ýòî ñâåòîâûå âîëíû—íàñòó­ïèò òüìà, åñëè çâóêîâûå—òèøèíà, åñëè âîëíû íà âîäå — ïîëíûé ïîêîé.

Ìîæåò ñëó÷èòüñÿ, ÷òî âîëíû íàõîäÿòñÿ â îäèíàêî­âûõ ôàçàõ («ãîðá» îäíîé âîëíû ñîâïàäàåò ñ «ãîðáîì» äðóãîé). Òîãäà òàêèå âîëíû óñèëèâàþò äðóã äðóãà, è êîëåáàíèÿ ñðåäû áóäóò ñîâåðøàòüñÿ ñ óäâîåííîé èí­òåíñèâíîñòüþ.

Ïðåäñòàâèì

ñåáå òåïåðü

óñòðîéñòâî,

íàçûâàåìîå

ðàäèîèíòåðôåðîìåòðîì

(ðèñ.3). Ýòî äâà

îäèíàêîâûõ

ðàäèîòåëåñêîïà,

ðàçäåëåííûõ

ðàññòîÿíèåì

(áàçîé) è ñîåä

èíåííûõ

ìåæäó ñîáîé

ýëåêòðè÷åñêèì

êàáåëåì, ê

ñåðåäèí

å êîòîðîãî

ïðèñîåäèíåí

ðàäèîïðèåìíèê.

Îò

èñòî÷íèêà

ðàäèîèçëó÷åíèÿ

íà îáà

ðàäèîòåëåñêîïà

íå­ïðåðûâíî

ïðèõîäÿò

ðàäèîâîëíû.

Îäíàêî òåì

èç íèõ,

êîòîðûå

ïîïàäàþò íà

ëåâîå

çåðêàëî,

ïðèõîäèòñÿ

ïðî­äåëàòü

íåñêîëüêî

áîëüøèé

ïóòü, ÷åì

ðàäèîâîëíàì,

óëîâëåííûì

ïðàâûì

ðàäèîòåëåñêîïîì.

Ðàçíèöà â

ïó­òÿõ,

íàçûâàåìàÿ

ðàçíîñòüþ

õîäà, ðàâíà

îòðåçêó

ÀÁ.

Íåòðóäíî

ñîîáðàçèòü,

÷òî åñëè â

ýòîì

îòðåçêå

óêëàäû­âàåòñÿ

÷åòíîå

÷èñëî

ïîëóâîëí

óëàâëèâàåìîãî

ðàäèî­èçëó÷åíèÿ,

òî «ëåâûå» è

«ïðàâûå»

ðàäèîâîëíû

ïðèäóò â

ïðèåìíèê ñ

îäèíàêîâîé

ôàçîé è

óñèëÿò äðóã

äðóãà. Ïðè

íå÷åòíîì

÷èñëå

ïîëóâîëí

ïðîèçîéäåò

îáðàòíîå—

âçàèìíîå

ãàøåíèå

ðàäèîâîëí, è

â ïðèåìíèê

ðàäèîñèã­íàëû

âîâñå íå

ïîñòóïÿò.

Îáðàòèòå âíèìàíèå: ïðè èçìåíåíèè íàïðàâëåíèÿ íà èñòî÷íèê èçëó÷åíèÿ ìåíÿåòñÿ è ðàçíîñòü õîäà.

Äîñòàòî÷íî ïðè ýòîì (÷òî î÷åíü âàæíî!) ëèøü âåñüìà íåçíà÷èòåëüíîå èçìåíåíèå óãëà j, ÷òîáû «ãàøåíèå» âîëí ñìåíèëîñü èõ óñèëèåì èëè íàîáîðîò, íà ÷òî ñðà­çó æå îòçîâåòñÿ âåñüìà ÷óâñòâèòåëüíûé ðàäèîïðè­åìíèê.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8