Общие рассуждения о волнах и частицах

April 23, 2015 by admin Комментировать »

Сита для зерна (исправные, конечно) дают абсолютное отделение.

Крупные зерна никак не могут пройти сквозь мелкие отверстия сита.

Совсем по-иному ведут себя фильтры, в которых разделяются колебания, безразлично механические или электрические.

Для колебаний не существует ни абсолютного пропускания, ни абсолютного запирания. Сопротивление фильтра для колебаний изменяется с частотой этих колебаний, но это сопротивление всегда остается конечным. Нет абсолютно прозрачных и нет абсолютно непрозрачных фильтров для колебаний. Сито же, пропускающее частицы с поперечником,укажем, в, 1 мм абсолютно прозрачно для всех более мелких частиц и абсолютно непрозрачно для всех более крупных. Можно сказать, что коэффициент фильтрации у фильтра для частиц равен бесконечности.

В волновом же фильтре коэффициент фильтрации может быть весьма велик, но бесконечным он не будет.

В природе нет ни «чистых» волн, ни «чистых» частиц. Все процессы природы имеют и волновую, и «зернистую» структуры. Лучи света преломляются призмами, отражаются зеркалами, при этом они ведут себя как волны.

Фиг. 6-12г. Кривые поглощения некоторых веществ, применяемых в качестве светофильтров.

/—хлористый кобальт в алкоголе; 2—пленка металлического калия; .1—хлористьй празеодим; 4—хлористый неодим; 5— уранин (натровая соль флюоресцииа); б—аммиаш ая медь;

7— кобальтовое стекло; 8—красное сигнальное стекло;

9—стекло сорта С34; /0—зеленое стекло; //—зеленое сигнальное стекло: 12— азотистокисль й натрий (насыщенный раствор 2 см); 11— стекло сорта 984В; 14—стекло 985В; 15— стекло 986Л;        16— циансзтш; 17— хромовокислый калий;

18— (Зотноюслая медь; 19— стекло 9586: 2J—хлор! стый кобальт в аиетоне; 2/—сернокислый кобальт в воде; 22—хлористый никель; 21—иод в СС14; 24— нитродиметиланилин в воде; 25—пары брома; 25—хлор.

От размера и структуры молекул зависят резонансные частоты их колебаний.

Эти частоты определяют полосы пропускания и поглощения.

Чтобы разделить лучи разных частот, применяют светофильтры. Зелено-бутылочные очки, которые носят альпинисты на сверкающих ледниках, темносиние щитки сварщиков, желтые насадки для фотообъективов, рубиновокрасные стекла фонарей в фотолабораториях — все э’ю колебательные системы, только в них вместо гирь и пружин, вместо катушек и конденсаторов колебания совер-

Λ

шают молекулы вещества. В зависимости от размеров молекул, от сил связи между ними у них разная резонансная частота — частота собственных колебаний. Поэтому они и пропускают разные полосы частот. Тонкие листы эбонита, например, непрозрачны для световых лучей, но свободно пропускают тепловые лучи, длинные инфракрасные волны.

Фильтры для световых и тепловых лучей подчиняются тем же законам, что и фильтры из гирь и пружин, или из катушек и конденсаторов.

В светофильтрах отношение прошедшей энергии к энергии посланной — это прозрачность. А отношение величин прозрачностей для двух разных частот — это коэффициент фильтрации. Увеличивая толщину слоя вещества, через которое идут лучи, можно увеличивать коэффициент фильтрации, подобно тому как его увеличивают для радиочастот, включая последовательно все большее количество ячеек, состоящих из L и С. Такое увеличение фильтрации сопряжено с увеличением потерь, с уменьшением прозрачности.

Заметим здесь же кстати, что и для радиоволн, получаемых в электронных лампах, не всегда применяются фильтры из катушек и конденсаторов. Для сантиметровых волн хорошо работают как фильтры металлические полости, напоминающие акустические фильтры. А можно еще применять для этих волн просто объем, заполненный достаточно крупными, имеющими соответствующие резонансные частоты молекулами. Для каждой волны можно подобрать соответствующее химическое соединение.

Но и волны света, и более длинные радиоволны в некоторых процессах ведут себя так же как и частицы. Энергия электромагнитных колебаний может излучаться и поглощаться только определенными порциями — кван1ами. Можно сообщить телу или отобрать от него только целое число квантов.

Чем крупнее частица, тем меньше выражены ее волновые свойства, а чем больше ячеек в фильтре для колебаний, тем ближе он по своим свойствам к ситу для частиц.

Снова о зерновой смеси

За рассуждениями о фильтрах для колебаний был забыт изобретатель «нового метода транспорта», который тем временем продолжает донимать своими предложениями различные инстанции, доказывая, как выгодно перевозить различные сорта зерен в виде смеси и затем эту сложную смесь сортировать на ситах.

Чтобы окончательно сразить настойчивого автора, некий хитроумный эксперт задал такой вопрос:

— Предположим, все сорта зерен имеют одинаковый размер. Они могут отличаться только цветом — как желтый и зеленый горошек, или вообще не иметь внешних отличительных признаков, как, например, разные сорта пшеницы. Как разделить на ситах зерна одинакового размера?

Аналогичная задача стоит перед строителями линий многократной многоканальной телефонной связи.

Человеческая речь состоит из набора различных звуковых колебаний с частотой от нескольких десятков до нескольких тысяч герц. Микрофон, возбуждаемый звуковыми волнами, отдает набор электрических токов таких же частот.

Электрический фильтр, прозрачный для токов звуковых частот, т. е. пропускающий токи с частотой от десятков до тысяч герц, пропустит сквозь себя любой разговор и самое высокое колоратурное сопрано, и самый низкий бас.

Фильтр же, непрозрачный для токов звуковых частот, вообще никакого разговора пропустить не может.

Как же тогда отделять электрическими фильтрами один разговор от другого?

Изобретатель транспорта зерновой смеси нашел ответ на задачу коварного эксперта.

Отличия создавать искусственно

Прежде чем смешивать зерна, их надо обвалять в растворе глины. На каждом отдельном зерне наращивается глиняная корочка. Каждый сорт зерен обваливается разное время, и толщина корочки получается разная у разных сортов. Эту глиняную оболочку можно сделать в несколько раз толще, чем само зерно. Отдельные сорта зерен могут резко отличаться по толщине своей оболочки.

Транспортироваться будет смесь глиняных шариков разных размеров. Эти шарики затем легко сортируются, рассеиваются на ситах.

При обсуждении этого ценного рационализаторского предложения было предложено еще одно усовершенствование: не снабжать каждое отдельное зерно своей оболочкой, а складывать каждые 10 или 50 кг зерен в свой особый ящик или мешок. И на ящике писать, какой именно сорт зерен в нем находится. Патент на это изобретение, правда, получить не удалось.

Для дальней телефонной связи применяется метод, имеющий нечто сходное с упаковкой зерен в ящики и мешки. Дальнюю связь производят при помощи наложенных токов. Из телефонных аппаратов разговорные токи направляются не сразу в линию дальней связи. Эти токи звуковой частоты предварительно насаживаются на какую-то более высокую частоту. Или, если придерживаться нашего сравнения, можно выразиться, что токи звуковой частоты упаковываются в высокую частоту. Берут телефонный разговор, состоящий из смеси токов с частотой, скажем, от 300 до 3 000 гц, и упаковывают его в частоту, к примеру, 100 000 гц.

Процесс упаковки низкочастотных колебаний в высокочастотные, процесс наложения низких частот на высокие в электротехнике называется модуляцией.

Упаковка — великая вещь. Прочный ящик с зерном можно перебросить на далекое расстояние. Электрические колебания звуковой частоты трудно далеко передать, а упакованные в высокую частоту они свободно перебрасываются вокруг всего земного шара. Множество колебаний в разных «упаковках» можно направить в одну линию, а на месте приема легко рассортировать отдельные разговоры и направить каждый к своему абоненту. Модулированные высокочастотные колебания широко применяются для многоканальной телефонной связи.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты