Download - Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

Transcript

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 1/23

n e e e ec romagne cesi aplicatii in

radioastronomieIonita DorinRusiczki StefanClasa a XI-a MIEGColegiul National !ean Monnet"##$roiect %zica##

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 2/23

Unde electromagnetice &calitati' si cantitati' Campul electromagnetic( este ansam)lul campurilor electrice si magnetice*

care oscileaza si se genereaza reciproc+

Unde electromagnetice( este un camp electromagnetic care se propaga+

Undele electromagnetice au fost prezise teoretic

de ,ecuaiile lui Ma/0ell, 1i apoi

descoperite e/perimental de 2einric3

2ertz+ 4ariaia unui c5mp electric produce

un c5mp magnetic 'aria)il* c6ruia 7i

transfer6 7n acela1i timp 1i energia+

8a r5ndul ei* energia c5mpului magnetic

'aria)il creat* genereaz6 un c5mp electric

care preia aceast6 energie+ 9n acest felenergia iniial6 este transformat6

alternati' 1i permanent dintr-o form6

:electric6 7n magnetic6 1i in'ers; 7n cealalt6* iar procesul se repet6 duc5nd lapropagarea acestui cuplu de c5mpuri+ <re)uie totu1i su)liniat c6 e/ist6 7nprocesul menionat 1i pierderi de energie :amortiz6ri; ce 7nsoesc fenomenul+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 3/23

Undele :radiatiile; electromagnetice pot % grupate dupafenomenul care sta la )aza producerii lor+ =stfel* radiatiile numite 3ertziene se datoreaza oscilatiei

electronilor in circuitele oscilante 8C sau in circuiteleelectronice speciale+$rin transformarea energiei interne a oricarui corp in

energie electromagnetica rezulta radiatiile termice+Radiatiile electromagnetice* numite radiatiile de franare*

apar la franarea )rusca a electronilor in campulnucleului atomic+

 Radiatiile sincrotron :denumirea se datoreaza faptuluica acest fenomen a fost pus in e'identa la o instalatiede accelerare a electronilor in camp magnetic* numitsincrotron; si au originea in miscarea electronilor intr-uncamp magnetic+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 4/23

  

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 5/23

=cestor grupe de radiatii le corespund anumitedomenii de frec'enta+Cea mai uzuala impartire a radiatiilor

electromagnetice se face insa dupa frec'enta silungimea sa de unde in 'id+=ceasta cuprinde urmatoarele grupe(>;radiaiile :undele; radio?;microunde@;radiaii infraro1ii*A;radiaii luminoase*B;radiaii ultra'iolete*;radiaii X :Rntgen;*;radiaii ,F, :gamma - liter6 greac6;+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 6/23

 

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 7/23

>+Undele radio+ Domeniul de frec'enta a acestor undeeste cuprins intre zeci de 3ertzi pana la un giga3ertz:>G2z;* adica au lungimea de unda cuprinsa intrecati'a km pana la @ cm+ Se utilizeaza in special intransmisiile radio si <4+ Dupa lungimea de unda se

su)impart in unde lungi :? km- m;* unde medii:- > m;* unde scurte :>- > cm;+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 8/23

?+ Microundele+ Sunt generate ca si undeleradio de instalatii electronice+ 8ungimeade unda este cuprinsa intre > la -> si >la -@ m+ In mod corespunzator frec'enta

'ariaza intre > la H- @ > la >> 2z+ Sefolosesc in sistemele de telecomunicatii*in radar si in cercetarea stiinti%ca lastudiul proprietatilor atomilor* moleculelor

si gazelor ionizate+ Se su)impart in undedecimetrice* centrimetrice si milimetrice+Se mai folosesc si in domeniu casnic+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 9/23

@+ Radiatia infrarosie+ Cuprinde domeniul de lungimide unda situata intre > la -@ si > la - m :@ > la>>- A > la >B 2z;+ In general sunt produse de

corpurile incalzite+ In ultimul timp s-au realizatinstalatii electronice care emit unde infrarosii culungime de unda su)milimetrica+

A+ Radiatia 'izi)ila+ Este radiatia

cu lungimea de unda cuprinsa

intre apro/imati' *J > la - m si@*H > la - m+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 10/23

B+ Radiatia ultra'ioleta+ 8ungimea de unda a acestei radiatiieste cuprinsa in domeniul @*J > la - si > la -> m+Este generata de catre moleculele si atomii dintr-odescarcare electrica in gaze+ Soarele este o sursa puternica

de radiatii ultra'iolete+ + Radiatia X :sau Rntgen;+ =ceste radiatii au fost

descoperite in >JHB de %zicianul german K+ Rontgen+ =ulungimea de unda cuprinsa intre > la ->? si > la ->+ Elesunt produse in tu)uri speciale in care un fascicul de

electroni accelerat cu aLutorul unei tensiuni electrice deordinul zecilor de mii de 'olti* )om)ardeaza un electrod+ + Raditia gamma+ Constituie regiunea superioara :@ > la

>J - @ > la ?> 2z; in clasi%carea undelorelectromagnetice in raport cu frec'enta lor+ Sunt produse decatre nucleele atomilor+

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 11/23

  

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 12/23

RadioastronomiaRadioastronomia este o ramur6 a astronomiei + Ea

studiaz6 o)iectele cereti cu aLutorul radioundeloremise de acestea + Radioastronomia a luat %in6 7n>H@> c5nd 7n urma cercet6riilor iniale pentru origineadiferitior paraziti radio a fost identi%cata radiaia radio

a Caii 8actee + 9n >HA? s-a descoperit radiaia radio aSoarelui * iar 7n >HA a fost descoperit6 primaradiosurs6 cereasc6 +

  $rimii astronomi urm6reau cerul cu oc3iul li)er + 9nsecolul al X4II-lea au fost in'entate instrumentele

optice ( luneta i telescopul + $rimul care a folositluneta pentru a o)ser'a cerul a fost italianul GalileoGalilei+ $rimul telescop a fost realizat 7n >H> de IsaacNe0ton+ =st6zi * cel mai frec'ent atrii nu sunto)ser'ai 7n mod direct +

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 13/23

   Ootogra%erea stelelor este folosit6 de la sfaritul secolului al XIX-lea

+ Oa6 de oc3i aceasta are un mare a'antaL ( o plac6 sau o pelicul6fotogra%c6 acumuleaz6 puin c5te puin lumin6 primit6 + Dup6 maimulte ore de e/punere se pot fotogra%a atrii mai putin luminoi +

Dar placa sau pelicula degaLat6 nu 7nregistreaz6 dec5t o foarte mic6parte din lumin6 degaLat6 + =cesta este moti'ul pentru care ast6zisunt preferate aparate electronice mult mai sensi)ile + Imagineaapare pe un ecran 7n apropierea unui telescop sau la mii de km deacesta +

  Pc3iul i instrumentele optice sunt sensi)ile la lumin6 + 9ns6 atrii

emit i radiaii in'izi)ile ( unde radio * infraroii * ultra'iolete * raze /* raze gama + =trii cei mai reci emit 7ndeose)i radiaii infraroii Q ceimai calzi sunt surse puternice de raze / i ultra'iolete + Undeleradio sunt captate de la sol cu aLutorul radiotelescoapelor + Celelalteradiaii sunt mai mult sau mai putin oprite de atmosfer6 +

  9n medie * din energia radiaiei electromagnetice solareinterceptate de sisemul $6m5nt-atmosfera reprezinta energia

radiaiei reectate la ni'eleul superior al atmosferei iar restulreceptionat6 la suprafaa $6m5ntului + 8a $6m5nt aLung numairadiaiile care nu sunt a)sor)ite sau reectate de atmosfera$6m5ntului + Radiatiile care aLung pe $6m5nt se situeaz6 7ndomeniile de frec'en6 care constitiue ferestrele atmosferei" +Radiatiile electromagnetice cu lungimile de und6 cuprinse 7ntre @

i B mm : radiaiile 'izi)ile sau optice ; nu sunt a)sor)ite 7natmosfer6 i aLung la suprafaa $6m5ntlui + <ot 7n acest domeniu

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 14/23

 Cu e/cepia c5tor'a planete care au fost 'izitate de sonde spaiale *

tot ceea ce tim despre atrii se datoreaz6 luminii i celorlalteradiaii emise de atrii care aLung p5n6 la noi + $entru aceastaastronomii au pus la punct instrumente specializate de studiere aluminii + Spectroscopul * de e/emplu a permis studierea luminii emisede stele i reectate de planete + C5nd lumina trece printr-unspectroscop * se o)ine o )and6 7n culorile curcu)eului * stra)atut6de dungi str6lucitoare numit6 spectrul corpului + De asemenea

asronomii folosesc spectrografe pentru a fotogra%a direct spectreleatrilor pe care 7i in su) o)ser'aie + Ootometrul permite m6srareaintensit6ii luminii primite de la atrii i deducerea temperaturilor +  8uneta i telescopul au 7n componena lor un tu) 7n care se a6 un

sistem optic numit o)iecti' * care este orientat spre cer + P)iecti'uleste diferit pentru %ecare o)iect 7n parte ( cel al lunetei este formatdintr-o lentil6 de sticl6 iar cel al telescopului este o oglind6 7n care sereect6 razele luminoase + $un5nd oc3iul 7n spatele unui fel de lup6 *ocularul * o)ser'6m direct imaginea o)inut6 + 9n plus o putemfotogra%a sau c3iar 7nregistra i analiza cu aLutorul aparatelorelectronice +

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 15/23

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 16/23

 $erformanele unui instrument astronomic depind de dimensiunile

o)iecti'ului ( cu c5t acesta este mai mare cu atat capteaza razele unor o)iecte

mai puin luminoase Q 7n plus un o)iecti' cu diametru mare 7nlesnete separeaunor puncte luminoase apropiate i o)ser'area mai multor detalii + $entruaceasta astronomii folsesc telescoape dotate cu oglinzi imense + =cestea suntinstalate 7n locuri 7nalte cum este 'arful Mauna Tea * din 2a0aii * aat la o 7nalime de peste A m +  Undele radio sunt captate la sol cu aLutorul telescoapelor speciale nimite

radiotelescoape + Pglinda acestora nu mai este o pies6 optic6 ci o suprafa6

metalic6 de dimensiuni mult mai mari :7n general cu un diametru intre > i ?Bm; + Intensitatea undelor radio este at5t de sla)6 * 7nc5t este necesar6ampli%carea lor inainte de a %receptate i studiate + 8a fel ca 7n optic6 *instrumentele cele mai performante sunt cele care au cea mai mare suprfa6de captare + Desigur este imposi)il6 construirea unor radiotelescoapegigantice * cu dimensiuni de km p6trai + Dar se pot o)ine rezultate la fel de)une pun5nd 7n funciune o serie de instrumente situate la distan6 + Estecazul telescoapelor 48= : 4er 8arge =rra ; din Statele Unite * Ne0 Me/ico +De asemenea se pot cupla mai multe antene cuplate la sute sau mii de km Qele nu funcioneaz6 toate 7n acelesi timp * dar 7nregistreaz6 pe )and6semnalele pe care le-au captat i le com)in6 imediat + =ceasta este te3nicainterferometriei cu )az6 foarte e/tins6 +

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 17/23

 Cel mai important grup de radiaii electromagnetice de origine

e/traterestr6 este acela al radiaiilor termice pro'enite de la Soare+  Soarele emite radiaii electromagnetice cel mai intens 7n domeniul

'izi)il + =ceasta radiaie este emis6 de fotosfer6 * strat cu o grosime dec5te'a sute de km ce delimiteaz6 glo)ul solar + <emperatura ei este de grade Tel'in + 9n cromosfera solar6 au loc erupii solare careeli)ereaz6 o enorm6 cantitate de energie + Materia este proiectat6 7ncoroan6 i particule de atomi accelerate p5n6 la 'iteze foarte marisunt e/pulzate 7n spaiul interplanetar + =ceste fenomene sunt 7nsoitede o emisie de raze / * de unde radio * i * 7n cazul erupiilor maiputernice de lumin6 'izi)il6 + C5nd aLung 7n apropierea $6m5ntului icad 7n atmosfera 7n special deasupra regiunilor polare creeaz6 aurorelepolare + Deasemenea ele petur)6 propagarea undelor radio 7n Lurulglo)ului + Uneori ele produc c3iar defectarea reelelor de distri)uire a

electricit6ii + Undele radio emise de Soare au lungimi de und6 carecresc cu 7naltimea stratului emisi' + =stfel fotosfera emite lungimimilimetrice * cromosfera pe lungimi centimetrice iar coroana pelungimi decametrice i metrice + Coroana care are o temperatura de>++ grade Tel'in emite i radiaii X +

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 18/23

 =lt grup de radiaii electromagnetice de origne e/traterestr6 este celconstituit din radiaiile de sincrotron + Radiatia sincrotron6 este emis6

de electroni cu 'itez6 apropiat6 de cea a luminii care descriu mic6rispirale 7n lungul liniilor de c5mp ale unor c5mpuri magnetice foarteintense * e/istente 7n unele formaii stelare + Radiaia sincrotron6 a fostidenti%cat6 prima oar6 7n radiaia optic6 i radio a o)iectului ceresc destr6lucire sla)a * numit ne)uloasa Cra) +  Electronii cu energii mari i foarte mari care apar 7n formaiile stelare

i care sunt fr5nai 7n c5mpul nucleelor 7nt5lnite 7n su)stana carecompune gala/iile produc un alt tip de radiaii numite radiaii de fr5nare+  $rogresul spectaculos al radioastronomiei se datoreaz6

radiotelescoapelor din ce 7n ce mai perfecionate + Radiotelescopul

recepteaz6 radiaii cu lungimi de und6 de la > mm p5n6 la ? m + =re oantena cu sistem reector care o almenteaz6 * un sistem radioreceptori un ec3ipament de 7nregistrare +  Unele dintre cele mai importante descoperiri astronomice din ulimul

timp : Vuasarii * pulsarii * moleculele interstelare ; se datoreaz6radiotelescoapelor +

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 19/23

WuasariDin >H@ astronomii au identi%cat nite o)iecte care p6reau a % nucleulfoarte luminos al unor gala/ii acti'e 7ndep6rtate + Cum ele sem6nau cu

nite stele * iar primele care au fost descoperite emiteau numeroase underadio * ele au fost numite Vuasari + =cest nume este o a)re'iere a e/presieienglezesti Vuasi stellar astronomical radio sources " ceea ce semni%c6radiosurse astronomice c'asistelare + =stronomii au c6utat moti'ul pentrucare Vuasarii emit at5ta energie + Se crede ca acetia au 7n centrul lor o

gaur6 neagr6 cu o mas6 de ordinul a milioane de ori mai mare dec5t cea aSoarelui + 9nainte de a % 7ng3iit de gaura neagr6 * gazul din Lur formeaz6 untur)ion i de'ine foarte cald + 9n consecin6 el emite o radiaie foarteintens6 care corespunde energiei fantastice degaLate de Vuasari +=stronomii cred ca Vuasarii sunt cei mai 7ndep6rtai atrii care suntcunoscui ast6zi + 9ntrade'6r razele spectrului lor sunt mereu puternicdecalate spre rosu+ =cest lucru ne face s6 credem ca ei sunt situai e/trem

de departe + in5nd cont de str6lucirea lor aparent6 deducem ca sunt de la> p5n6 la > de ori mai str6lucitori decat gala/iile * a'and totodat6 undiametru de > de ori mai mic Y Datorit6 distanei la care se presupune case a6 Vuasarii ofer6 informaii despre trecutul Uni'ersului + 8umina lor ac6l6torit miliarde de ani 7n spaiu 7nainte de a aLunge la noi Q ea ne 'or)estedeci despre uni'ers asa cum arata el acum miliarde de ani +

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 20/23

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 21/23

$ulsari

P supragigant6 roie : adic6 o stea cu diametru de > de ori maimare decat Soarele ; e/plodeaz6 dar nu este distrus6 complet dee/plozie + =ceasta 7i dez'elete doar miezul care este format din %er+ El sufer6 o compresie fantastic6 i se reduce la 7nceput ladimensiunea unei mici sfere cu un diametru de numai ? km carec5ntarete 7ns6 p5n6 la B milioane de tone pe centimetru cu) +$entru a transforma $6m5ntul intr-un astru cu o densitate

asem6n6toare * ar tre)ui * f6r6 a-i modi%ca masa s6 7l reducem laun diametru de @ m + 9n ceea ce a mai r6mas din stea materiade'ine at5t de comprimat6 7nc5t * atomii sunt stri'ii + Ea se reducela un amestec de particule atomice numite neutroni + Stelele deneutroni sunt at5t de mici i de putin luminoase 7nc5t pot treceneo)ser'ate + Cu toate acestea astronomii au identi%cat c5te'a *pulsarii %indc6 acestia emit radiaii care aLung la noi su) forma unorimpulusuri periodice + $ulsarii sunt deci stele de neutroni care se 7n'5rtesc foarte repede 7n Lurul propriilor a/e emi5nd un fascicul deunde radio sau alte radiaii intr-o anumit6 direcie + =cest fascicul)aleiaz6 7n spatiu ca un girofar + Cand $6m5ntul 7l tra'erseaz6poate % o)ser'at + =poi dispare i poate % o)ser'at di nou c5ndsteaua a f6cut un tur complet * peste o fraciune de secund6 sau

c5te'a secunde mai tarziu + Sute de stele neutronice au fostreperate 7n acest fel + =cestea se numesc pulsari : din engleza

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 22/23

7/25/2019 Undele Electromagnetice Cu Aplicatii in Radioastronomie2

http://slidepdf.com/reader/full/undele-electromagnetice-cu-aplicatii-in-radioastronomie2 23/23

Zi)liogra%eKikipedia+org$3sics for Scientist and

Engineers 0it3 modern p3sics*

Ser0a !e0ett