15.2. Выделение информации на фоне помех.

Всякая информация должна быть выражена каким-нибудь физическим сигналом. Однако всякий полезный сигнал сопровождается другими сигналами, представляющими собой для полезного сигнала помеху. Поэтому возникает проблема выделения полезного сигнала на фоне помех. Примером является вся радиотехника, поскольку в эфире одновременно присутствует множество электромагнитных волн, но нужную информацию несет лишь одна из них, все остальные по отношению к ней являются помехами.Существует несколько способов выделения полезного сигнала на фоне помех. Одним из них является использование резонанса.

Явление резонанса характерно для так называемых колебательных контуров, в которых энергия способна преобразовываться из одного вида в другой — из потенциальной энергии в кинетическую и обратно. В электрических колебательных контурах энергия преобразуется из потенциальной энергии электростатического поля конденсатора в кинетическую энергию электрического тока в индуктивности.

Колебательный контур состоит из последовательно включенных емкости С и индуктивности L, но кроме того в цепи всегда присутствует активное сопротивление R, поскольку индуктивность изготавливается в виде катушки провода, а провод всегда обладает активным сопротивлением.

По отношению к внешним цепям колебательный контур может быть последовательным, если он включен последовательно с источником переменного напряжения, или параллельным, если включен параллельно.

Резонансная частота контура определяется выражением:

f=1/(2*П*sqrt(L*C)) При совпадении частоты возбуждающего напряжения сопротивление последовательного контура уменьшается до значения его активного сопротивления, а для параллельного — возрастает, при этом в последовательном контуре напряжение на реактивных элементах — конденсаторе и индуктивности резко возрастает в Q раз, где Q — добротность контура, равная отношению реактивного сопротивления к активному в момент резонанса:

Q=(w*L)/R = 1/(w*C*R) Для параллельного контура во столько же рве возрастает его сопротивление для внешнего возбуждающего источника.

Резонансные цепи широко используются в радиотехнике для выделения из общего состава электромагнитных волн нужной частоты. Меняя величины емкости и индуктивности, можно колебательный контур настроить на любую частоту и тем самым выделить именно ее, отсеяв все остальные, поскольку энергия только этой частоты будет накапливаться в колебательном контуре и усиливаться, остальные частоты будут этим контуром подавляться.

16.1 Солнечная система. Законы небесной механики-законы Кеплера

Солнечная система - это система небесных тел (Солнце, планеты, спутники планет, кометы, метеоритные тела, космическая пыль), двигающихся в области преобладающего гравитационного влияния Солнца. Наблюдаемые размеры Солнечной системы определяются орбитой Плутона - около 40 а.е. Однако сфера, в пределах кот. возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца простирается почти до ближайших звезд. В эту группу входят Солнце, 9 больших планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.), десятки спутников планет, тысячи малых планет (астероиды), сотни комет и множество метеоритных тел. К 1979 г. было известно 34 спутника и 2000 астероидов. Все эти тела объединены в одну систему благодаря силе притяжения центрального тела - Солнца. Наиболее близкие к Солнцу планеты - Меркурий и Венера - очень медленно вращаются вокруг оси, с периодом в десятки - сотни земных суток. Медленное вращение этих планет связано с их резонансными взаимодействиями с Солнцем и друг с другом. А относительно малые размеры Марса не позволяют ему удержать плотную атмосферу. В атмосфере Земли насыщенные пары создают облачный слой. Облака Земли входят важнейшим элементом в круговорот воды, происходящий на нашей планете в системе гидросфера - атмосфера - суша.В то время как движение Солнца и Луны всегда происходит в одном направлении - с запада на восток (прямое движение), движение планет гораздо сложнее и временами совершается в обратном направлении (попятное движение). Солнечная система является объектом изучения небесной механики. Небесная механика – раздел астрономии, изучающий движения тел Солнечной системы в гравитационном поле, в том числе движения искусственных небесных тел. В начале XVII века Иоганном Кеплером было открыто 3 основных кинематических закона движения планет:1.планеты вокруг Солнца движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которого находится Солнце;2.Радиус вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади;3.квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит.Эти законы являются основой расчета движения планет вокруг солнца, но все ни ориентированы на невозмущенное движение и непосредственно могут быть использованы только для расчетов орбит лишь в первом приближении, т.е. рассматривая лишь поле тяготения Солнца.Орбиты, по которым могут двигаться тела вокруг солнца, бывают круговыми, эллиптическими, параболическими и гиперболическими. Все тела, стационарно находящиеся в Солнечной системе, движутся по эллиптическим орбитам. Спутники планет движутся по эллиптическим орбитам вокруг своих планет, которые находятся в одном из фокусов этих орбит.Космические скорости – критические значения скоростей космических тел, при которых тело (комета или искусственный аппарат) переходит на другой тип орбиты. При достижении первой космической («круговой») скорости, направленной перпендикулярно направлению к центру Земли, аппарат переходит на круговую орбиту, а при меньшей скорости – на эллиптическую орбиту, попадая затем в плотные слои атмосферы.

При второй космической скорости («скорости освобождения») тело будет двигаться по параболической орбите и освободится от гравитационного влияния тела.Третья же косм. скорость определяется из условия, что тело способно освободиться от гравитационного влияния Солнца и покинуть пределы Солнечной системы.Несмотря на то, что Солнечная система и все её составляющие – Солнце, планеты, спутники, кометы, астероиды и межпланетная среда – стали объектом пристального внимания с незапамятных времён, полагать, что все они хорошо изучены и никаких проблем больше не существует, нет оснований. Многие вопросы и парадоксы остаются неразрешёнными: мы не знаем, каким образом вообще произошла Солнечная система, непонятны причины периодической активности Солнца и механизм влияния на него расположения планет. Непонятны некоторые особенности расположения орбит планет, в частности Плутона, который ведет себя, будто Солнце расположено не в фокусе его орбиты, что явно не соответствует Закону всемирного тяготения Ньютона. Немало других вопросов ждут своего ответа, и, несмотря на обилие гипотез, полагать состояние теории Солнечной системы удовлетворительным никак нельзя.