14. Эффект Доплера

Эффе́кт До́плера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника или движением приёмника.

Эффект был впервые описан Кристианом Доплером в 1842 году.

Эффект Доплера легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон. Когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, он услышит тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина будет отдаляться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.

Применение

Доплеровский радар

Радар, который измеряет изменение частоты сигнала, отражённого от объекта. Они могут применяться в самых разных областях: для определения скорости летательных аппаратов, кораблей, автомобилей, морских и речных течений, а также других объектов.

Автосигнализации

Для обнаружения движущихся объектов вблизи и внутри автомобиля

Астрономия

По смещению линий спектра определяют лучевую скорость движения звёзд, галактик и других небесных тел.

15. Квантовые генераторы

Ква́нтовый генератор — общее название источников электромагнитного излучения, работающих на основе вынужденного излучения атомов и молекул. В зависимости от того, какую длину волны излучает квантовый генератор, он может называться по разному: лазер, мазер, разер, газер.

Ла́зер — усиление света посредством вынужденного излучения. Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества.

Виды лазеров

-Твердотельные лазеры. В качестве активаторов обычно используются ионы редкоземельных элементов или ионы железа. Накачка оптическая.

-Полупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки. Наиболее используемые в быту.

-Лазеры на красителях. Тип лазеров, использующий в качестве активной среды раствор флюоресцирующих с образованием широких спектров органических красителей. Основной особенностью является возможность перестройки длины волны излучения в широком диапазоне.

-Газовые лазеры — лазеры, активной средой которых является смесь газов и паров. Отличаются высокой мощностью.

-Газодинамические лазеры — газовые лазеры с тепловой накачкой.

-Эксимерные лазеры — разновидность газовых лазеров. Эксимерные лазеры отличаются высокими энергетическими характеристиками.

-Химические лазеры — разновидность лазеров, источником энергии для которых служат химические реакции между компонентами рабочей среды (смеси газов). Отличаются широким спектром генерации, большой мощностью излучения.

Применение

В промышленности лазеры используются для резки, сварки и пайки деталей из различных материалов. Широкое применение получила также лазерная маркировка промышленных образцов и гравировка изделий из различных материалов.

Лазеры применяются в голографии для создания самих голограмм и получения голографического объёмного изображения.

С использованием лазера удалось измерить расстояние до Луны с точностью до нескольких сантиметров. Лазерная локация космических объектов расширила представления о строении атмосферы и поверхности планет Солнечной системы.

Сверхкороткие импульсы лазерного излучения используются в лазерной химии для запуска и анализа химических реакций.

В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний. Широкое применение получили также в косметологии.

В настоящее время бурно развивается так называемая лазерная связь, а также разрабатываются различные системы лазерного охлаждения.

18. Акустика. Звукозапись.

Аку́стика — учение о звуке, т.е. об упругих колебаниях и волнах в газах, жидкостях и твердых телах, слышимых человеческим ухом. Частоты таких колебаний находятся в пределах 16-20000 Гц.

Физической основой передачи звука является распространение малых приращений давлений в среде.

Звукозапись - процесс записи звуковой информации с целью ее сохранения и последующего воспроизведения. Звукозапись основана на изменении физического состояния или формы различных участков носителя записи - магнитной ленты, граммофонной пластинки, кинопленки и пр.

Ранее использовалась механическая запись звука, при которой игла выдавливала или вырезала на поверхности движущегося носителя канав­ку, форма которой соответствовала форме записываемых звуковых колебаний. В процессе воспроизведения электропроигрывателем граммофонная игла, двигаясь по извилинам канавки, повторяла эти колебания и передавала их звукоснимателю, преобразовывавшего их в электрические колебания, которые затем усиливались и воспроизводились динамиком.

Появившиеся позже магнитные способы записи основаны на перемагничивании участков магнитной ленты, что выполнялось специальными магнитными головками.

В настоящее время все шире используются оптические способы записи и воспроизведения звуковой информации, основанные на записи звука с помощью лазерного луча, изменяющего рельеф звуковой дорожки, который затем считывается с помощью оптических систем. Этот способ отличается высокой плотностью информации, благодаря чему оказывается возможным в малом объеме записать весьма большой ее объем, высоким качеством записи и воспроизведения. Определенным недостатком является то, что способ требует крайне бережного отношения к носителю информации - оптическому диску, загрязнение которого выводит его из строя.

Звукозапись широко используется в радиовещании, при воспроизведении всевозможных выступлений, концертов и т. п.

17. Новые метода хранения и защиты инфы

Информация — значимые сведения о чём-либо, когда форма их представления также является информацией, то есть имеет форматирующую функцию в соответствии с собственной природой.

В настоящее время не существует единого определения информации как научного термина. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков.

Хранение информации осуществляется с помощью её переноса на некоторые материальные носители. Семантическая информация, зафиксированная на материальном носителе для хранения называется документом. За свою историю человечество накопило огромный объём информации в библиотеках, архивах, периодических изданиях и других письменных документах. В настоящее время особое значение получило хранение информации в виде последовательностей двоичных символов. Для реализации этих методов используются разнообразные запоминающие устройства. Они являются центральным звеном систем хранения информации. Сформированные по назначению информации такие информационные системы образуют базы данных, банки данных и база знаний.

Передачей семантической информации называется процесс её пространственного переноса от источника к получателю. Для представления информации используются различные знаковые системы. Представленная с их помощью семантическая информация о каком-либо объекте, явлении или процессе называется сообщением. Устройства, реализующие процесс передачи данных, образуют системы связи. В зависимости от способа представления информации системы связи можно подразделять на знаковые (телеграф, телефакс), звуковые (телефон), видео и комбинированные системы (телевидение). Наиболее развитой системой связи в наше время является Интернет.

Поскольку информация не материальна, её обработка заключается в различных преобразованиях. К процессам обработки можно отнести любые переносы информации с носителя на другой носитель. Информация предназначенная для обработки называется данными. Одним из широко распространенных видов обработки информации является решение вычислительных задач и задач автоматического управления с помощью вычислительных машин.

11. Переработка топлива

Топливо — вещество, из которого с помощью определённой реакции может быть получена тепловая энергия. Роль топлива в народном хозяйстве страны велико и все время возрастает, так как бурное развитие промышленности органического синтеза требует огромным количеств углеродного сырья, которое получается в результате химической переработки различных топлив.

Коксование -- метод переработки каменных углей нагреванием без доступа воздуха до 900-1060 0С в коксовых печах. Коксохимическое производство включает три технологические стадии: подготовку сырья, коксование и переработку коксового газа. Сырьем для коксования служит смесь каменных углей, способных при нагревании спекаться. Поступающие на переработку угли подвергаются подготовке: дроблению, сортировке, обогащению, обезвоживанию. Коксование длится 13-14 часов. Образующийся при коксовании газ (до 350 м3 на 1 т угля) содержит много ценных веществ. Кроме водорода, метана, окиси и двуокиси углерода, в его состав входят пары каменноугольной смолы, бензола, аммиака, сероводорода и ряд других соединений.

В настоящее время в нефтеперерабатывающей промышленности вое большее значение приобретают химические процессы. Они позволяют резко увеличить выход целевых продуктов и улучшить их качество. Крекинг представляет собой химико-термический процесс расщепления молекул тяжелых углеводородов, в результате которого образуется смесь веществ меньшего молекулярного веса. Крекингу подвергают различные нефтепродукты, преследуя разные цели, но его главная задача -- получение бензина, выход которого при этом может достигнуть 70% веса взятого сырья. При переработке нефти получают большое количество разнообразных продуктов. Их можно разделить на три обширные группы: горючие, смазочные и прочие. К первой группе относится моторное, реактивное и котельное топливо, ко второй -- смазочные масла и разнообразные консистентные смазки, а к третьей -- битумы, нефтяные кислоты и их производные, ароматические углеводороды, парафины, вазелин, церезин и др.

Ректификация — это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию широко применяют в промышленности, например для получения ректификованного этилового спирта, с отделением сивушных масел и альдегидных фракций, для выделения бензинов, керосинов и других фракций из нефти, а также получения компонентов воздуха (кислорода, азота, инертных газов).

12. Тепловая, Паровая машины. Электрогенератор, электродвигатель.

Теплова́я маши́на — устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу (тепловой двигатель) или механическую работу в тепло (холодильник). Преобразование осуществляется за счёт изменения внутренней энергии рабочего тела — на практике обычно пара или газа. При работе часть тепла Q1 передается от нагревателя к рабочему телу, а затем часть энергии Q2 передается холодильнику, который охлаждает машину КПД тепловой машины считается по формуле (Q1-Q2/Q1)х100. Периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла, называется тепловой машиной.

Парова́я маши́на — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.

Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, на паровых судах, тягачах, паровых автомобилях и других транспортных средствах. Паровые машины способствовали широкому распространению коммерческого использования машин на предприятиях и явились энергетической основой промышленной революции.

Электрический генератор — это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.

Генераторы применяются в торговых павильонах, выставочных центрах, на открытых городских площадках для снабжения электричеством. Промышленные генераторы могут быть установлены в таких местах, как поликлиники и детские сады, больницы и заведения общественного питания, морозильные склады и многие другие места, требующие непрерывной подачи электрического тока.

Электрический двигатель — электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Электр. двигатели применяются очень широко, в частности, очень популярно их использования для электропривода разнообразных машин промышленного назначения, к примеру, при строительстве. Так же применяются в бытовых аппаратах, электроинструментах.