Радуга схема: ТРК «Питер Радуга»

Устройства дуговой защиты УДЗ 00 Радуга-ПС УХЛ3.1 от ООО «Терма-Энерго»

В 2017 г. проведена модернизация устройства дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПС», с 2018 г. устройство производится под наименованием «Устройство дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПСМ» УХЛ3.1». Увеличились функциональные возможности устройства, снижена стоимость.

Устройство дуговой защиты УДЗ 00 «Радуга-ПСМ»УХЛ3.1 с полимерными волоконно-оптическими датчиками (ВОД) предназначено для селективной защиты шкафов НКУ, КРУ 0,4-35 кВ при возникновении в них коротких замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой. Устройство удовлетворяет требованиям испытаний на электромагнитную совместимость по ГОСТ Р 50746–2000.

Состав устройства

  • блок контроля и индикации (БКИ),1 шт.;
  • блок дуговой защиты (БДЗ), до 99 шт.;
  • полимерные волоконно-оптические датчики (ВОД), до 4 шт. на один БДЗ;
  • соединительный кабель типа SFTP 4*2*0.53.

Технические характеристики БКИ











Характеристики выходных ключей250VAC/8А
250VDC/0.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» 28A
30VDC/8A
Четырехстрочный ЖК дисплейДа
Часы реального времениДа
Возможность программирования БДЗДа
Защита данных от несанкционированного измененияДа
Интерфейс RS-485Да
Габаритные размеры БКИ (ШГВ), мм125х55х130
Напряжение питания, АС/DC, B120…260/160…350
Архив, энергонезависимая памятьдо 32 событий
Потребляемая мощность, Втв рабочем режиме — 1,1
в режиме аварии — 2,2

Технические характеристики БДЗ
















Напряжение питания, АС/DC, B160…260
Время сохранения работоспособности при отключении питания, не менее, с5
Чувствительность, ток эквивалентной дуги, А160
Диапазон рабочих температур, °Сот минус 25 до плюс 45
Диапазон рабочих температур ВОД, °Сот минус 40 до плюс 90
Длительность сигнала отключения, не менее, с0,4
Светодиодная индикацияДа
Количество оптических/дискретных входов4/4
Количество выходных ключей4
Характеристики выходных ключей250VAC/8А
250VDC/0.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» 28A
30VDC/8A
Время ожидания подтверждения МТЗ, мс10 — 5000
Время задержки срабатывания УРОВ, мс10 — 5000
Задержка срабатывания выходных ключей, не более, мс5 + Тмтз
Габаритные размеры БДЗ (ШГВ), мм70х79х151
Потребляемая мощность, Втв рабочем режиме — 0,8
в режиме аварии — 2,5

Описание устройства

Основой комплекса устройства УДЗ 00 «Радуга-ПСМ» любой сложности является блок БДЗ (рис.1).
На лицевой панели прибора расположены светодиоды, отображающие состояние устройства (АВАРИЯ, НОРМА/НЕИСПРАВНОСТЬ), состояния дискретных и оптических входов, выходных ключей. Кнопка «СБРОС» служит для возврата БДЗ в исходное состояние в случае неисправности или при фиксации аварии. В нижней части корпуса находятся 4 оптических разъема, к которым могут быть подключены до 4-х ВОД.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» На верхней плоскости устройства расположены разъемы питания, дискретных входов, выходных ключей, а также разъем шины CAN. БДЗ монтируется на DIN-рейку в низковольтном отсеке шкафа. Блок может быть применён для защиты от одного до трёх шкафов РУ, в зависимости от необходимого количества ВОД в каждом шкафу.

Для отображения информации о состоянии системы, просмотра архива аварий, для программирования входящих в сеть БДЗ, служит блок контроля и индикации БКИ (рис.2). Четырехстрочный ЖК дисплей, органы управления, расположены на передней части блока. Разъемы питания, выходных ключей и шины CAN расположены в задней части блока. БКИ монтируется в вырез на передней панели ячейки КРУ. Блок БКИ соединяется с блоками БДЗ шиной CAN. Блоки устанавливаются в релейные отсеки ячеек или в отдельный навесной щит.

Устройство имеет децентрализованную, распределённую структуру защиты, что значительно повышает живучесть устройства. Защита от ложных срабатываний при освещении ВОД лампой накаливания, люминесцентной лампой или солнечным светом.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга»

Работа устройства

БДЗ имеет собственный источник питания, собственный контроллер и может применяться как полностью самодостаточное устройство. БДЗ имеет четыре оптических входа ВОД, четыре выходных ключа. При обнаружении электрической дуги и при получении подтверждения с датчиков МТЗ/ЗМН, БДЗ формирует сигналы на отключение защищаемой ячейки и на БДЗ следующего уровня. БДЗ верхнего уровня ожидает снятия сигнала МТЗ/ЗМН. В случае, если сигнал МТЗ/ЗМН не пропадает в течение времени ожидания УРОВ, то БДЗ верхнего уровня формирует сигнал отключения своей ячейки и сигнал на верхний уровень и т.д.

Устройство имеет систему самодиагностики, которая периодически контролирует правильность работы (исправность входов, канала связи и др.). Неисправность одного входа не приводит к неработоспособности блока в целом. Неисправность одного блока не приводит к неработоспособности устройства в целом.

Состояние БДЗ отображается с помощью светодиодов, расположенных на передней панели блока.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» Светодиоды БДЗ делятся на несколько групп:

  • светодиоды дискретных и оптических входов;
  • светодиоды выходных ключей;
  • светодиод «авария»;
  • светодиод «норма»/неисправность.

Кнопка «СБРОС» возвращает БДЗ в исходное состояние.

Вся информация об обнаруженных авариях сохраняется в энергонезависимой памяти и может быть просмотрена на дисплее БКИ. В случае фиксации аварийного события или неисправности на любом из БДЗ, подключенных к общей шине CAN, эта информация отобразится на экране дисплея БКИ. В случае аварии на блоке БКИ срабатывают 3 ключа и находятся в активном состоянии до момента сброса. Вся информация об обнаруженных авариях сохраняется в памяти БДЗ и может быть просмотрена на БКИ. Просмотр номера БДЗ и подробностей аварии или неисправности возможно из меню БКИ. Также возможна настройка даты и времени, времени МТЗ/ЗМН и УРОВ (шаг 10 мс), изменение номера блока в сети. Заводские установки таймеров: МТЗ/ЗМН — 10 мс; УРОВ — 50 мс.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга»

Логическая схема заводских установок БДЗ на рис. 3. По согласованию с заказчиком, схема может быть изменена. Типовые схемы соединений УДЗ 00 «Радуга-ПСМ» в приложении.

Особенности устройства:

  1. большое количество БДЗ, до 99 шт., ВОД и выходных ключей;
  2. полимерный оптический кабель ВОД значительно надёжнее кварцевого, применяемого в подобных импортных и отечественных устройствах. Отсутствует понятие «хрупкость». Кабели ВОД, как правило, не выходят за пределы ячейки. Поставляются в 100%-ной готовности с металлической заделкой наконечников;
  3. надёжность (живучесть) устройства за счёт децентрализованной структуры. В каждой ячейке устанавливается универсальный блок БДЗ, который имеет собственный источник питания 24В, четыре оптических входа, четыре дискретных входа, четыре выходных импульсных ключа, и способен работать независимо от состояния остальных элементов устройства. Сбой в работе общего блока БКИ или кабелей связи не приводит к потере работоспособности устройства и прохождении сигналов отключения.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» В других оптических дуговых защитах выход из строя одного из общих элементов (шина управления, блоки управления, питания и др.) приводит к выходу из строя всей ДЗ;
  4. БДЗ может использоваться одновременно для защиты до 3-х шкафов, в зависимости от количества ВОД в каждом;
  5. логика работы устройства определяется схемой соединения, что проще, понятнее для монтажа и, в процессе эксплуатации, для персонала;
  6. применение единого блока БДЗ позволяет значительно унифицировать электрические, монтажные схемы, проектные решения;
  7. возможность изменения параметров (МТЗ, УРОВ) на объекте без вызова поставщика;
  8. возможность монтажа БДЗ в РУ и проведения испытаний на заводе-изготовителе;
  9. стоимость защиты дешевле, чем других оптических дуговых защит такого класса.

Радуга оригами по схеме Jo Nakashima

Просмотров 9 Обновлено

Пластмассовый аналог этой игрушки наверняка знаком всем.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» В нашем уроке мы попробуем собрать оригами радугу, которая по своим свойствам будет не хуже пластмассового аналога. Собрать её очень легко, вот только понадобится много бумаги и терпения.

Для начала посмотрите превью-ролик, который покажет радугу в действии:

Если вам понравилось, то давайте приступать к самой интересной части.

Для сборки понадобится:

  • 70-80 квадратных листков бумаги;
  • 2 часа на сборку.

Рекомендуемый размер бумаги 8 на 8 сантиметров.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга»

Модули собираются очень быстро, и вы сами не заметите, как у вас в руках окажется готовая поделка. Что делать с ней? – играть! Перекидывайте её из рук в руки, попробуйте спустить с лестницы.

Оригами радуга схема сборки

Внимательно смотрим пошаговый видеоурок и повторяем все действия. Если возникнут вопросы, то задавайте их в комментариях.

Данная модель будет, конечно, работать и с 40 модулями, но это будут совершенно не те впечатления.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Система пожаротушения Радуга-5МГ для локомотивов и электровозов

Для тушения пожара применяются модули газового пожаротушения c газовым огнетушащим веществом хладон-125 или хладон-227, не оказывающими вредоносного воздействия на электронную аппаратуру объекта в отличии от генераторов огнетушащего аэрозоля.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга»  Тушение пожара в секции производится в две очереди. Срабатывание системы происходит от извещателя пожарного в кабине локомотивной бригады или двух извещателей пожарных в секции.

Технические характеристики:











Номинальное напряжение питания постоянного тока,В:


110


Схема подключения


Двухпроводная


Диапазон чувствительности по оптической плотности воздуха, дБ/м (по извещателю пожарному дымовому)


от 0,05 до 0,20*


Порог включения по температуре, °С (по извещателю пожарному тепловому)


70 ± 6*


Допустимый уровень фоновой засветки, лк, не более (по извещателю пожарному дымовому)


12000*


Допустимая скорость воздуха в защищаемом помещении, м/с, не более (по извещателю пожарному дымовому)


10*


Диапазон рабочих температур, °С


от -50 до +60


Релейный выход сигналов управления в схему электровоза


2 нр, 2 нз


Примечание – Знак «*» означает, что значение параметра дано для справки

Состав систем:
Cистема САП2 ЭТ «Радуга-5МГ» на одну секцию электровоза 2ЭС6:
























Элементы системы


Тип


Количество


Блок управления и индикации


БУИ-1-01 ЭТ


1


Блок сопряжения


БС-2-01 ЭТ


1


Блок бесперебойного питания аккумуляторный


ББПА-1 ЭТ


1


Табло БЛИК-3С-24 «ПОЖАР»


ТИ-1


2


Табло БЛИК-3С-24 «ГАЗ-НЕ ВХОДИ»


ТИ-2


2


Табло БЛИК-3С-24 «ГАЗ-УХОДИ»


ТИ-3


2


Табло БЛИК-3С-24 «АВТОМАТИКА ВКЛЮЧЕНА»


ТИ-4


1


Светозвуковой оповещатель


Филин 1-12


1


Пульт выносной


ПВ-2 ЭТ


2


Блок записи информации


БЗИ-1 ЭТ


1 шт.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» на 50 комплектов*


Устройство согласующее


УС1 ЭТ


1


Коробка внешнего пожаротушения 


КВП ЭТ


2


Извещатель пожарный комбинированный


ИПК ТУ


7


Модуль газового пожаротушения


МГП-16-25


4


Паспорт


САП2 ЭТ.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» 000 ПС


1


Руководство по эксплуатации*


САП2 ЭТ.000 РЭ


1


Инструкция машиниста


САП2 ЭТ.000 ИС


1


Комплект жгутов*


САП2 ЭТ.110


1


Комплект монтажных частей*


КМЧ САП2 ЭТ.000


1


Комплект ЗИП одиночный*


О.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» САП2 ЭТ.000


1


Комплект ЗИП групповой*




*- отмечены позиции, наличие которых при заказе согласуется с заказчиком

Cистема САП2-01 ЭТ «Радуга-5МГ» на одну секцию электровоза 2ЭС10:




























Элементы системы


Тип


Количество


Блок управления и индикации


БУИ-1-01 ЭТ


1


Блок сопряжения


БС-2-01 ЭТ


1


Блок бесперебойного питания аккумуляторный


ББПА-1 ЭТ


1


Табло БЛИК-3С-24 «ПОЖАР»


ТИ-1


2


Табло БЛИК-3С-24 «ГАЗ-НЕ ВХОДИ»


ТИ-2


2


Табло БЛИК-3С-24 «ГАЗ-УХОДИ»


ТИ-3


2


Табло БЛИК-3С-24 «АВТОМАТИКА ВКЛЮЧЕНА»


ТИ-4


1


Светозвуковой оповещатель


Филин 1-12


1


Пульт выносной


ПВ-2 ЭТ


2


Блок записи информации


БЗИ-1 ЭТ


1 шт.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» на 50 комплектов


Устройство согласующее


УС1 ЭТ


1


Коробка внешнего пожаротушения


КВП ЭТ


2


Извещатель пожарный комбинированный


ИПК ТУ


7


Модуль газового пожаротушения


МГП-35-60


2


Рукав высокого давления *


РВД-16-215


2


Герметичный обратный клапан*


ОКГ-16


2


Насадок*


С-Р-В-110-1/2’’-A


2


Патрубок переходной*


КМЧ САП2 ЭТ.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» 503


2


Паспорт


САП2-01 ЭТ.000 ПС


1


Руководство по эксплуатации*


САП2 ЭТ.000 РЭ


1


Инструкция машиниста


САП2 ЭТ.000 ИС


1


Комплект жгутов*


САП2-01 ЭТ.110


1


Комплект монтажных частей*


КМЧ САП2-01 ЭТ.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» 000


1


Комплект ЗИП одиночный*


О.САП2 ЭТ.000


1


Комплект ЗИП групповой*




*- отмечены позиции, наличие которых при заказе согласуется с заказчиком

Учебное пособие по физике: образование радуги

Радуга — один из самых великолепных шедевров природы. Радуга — превосходная демонстрация рассеивания света и еще одно свидетельство того, что видимый свет состоит из спектра длин волн, каждая из которых связана с определенным цветом. Чтобы увидеть радугу, вы должны быть спиной к солнцу, поскольку вы смотрите под углом примерно 40 градусов над землей в область атмосферы с взвешенными каплями воды или даже легким туманом.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» Каждая капля воды действует как крошечная призма, которая рассеивает свет и отражает его обратно в ваш глаз. Когда вы смотрите в небо, световые волны определенного цвета прибывают к вашему глазу из скопления капель. Общий эффект от огромного множества капель заключается в том, что круговая дуга ROYGBIV видна по небу. Но как именно капли воды рассеиваются и отражают свет? И почему узор всегда выглядит как ROYGBIV сверху вниз? Это вопросы, которые мы постараемся понять на этой странице Учебного пособия по физике.Чтобы понять эти вопросы, нам нужно будет опираться на наше понимание преломления, внутреннего отражения и дисперсии.

Путь света через каплю

Набор взвешенных в воздухе капель воды служит рефрактором света. Вода представляет собой среду с другой оптической плотностью, чем окружающий воздух. Световые волны преломляются, когда они пересекают границу из одной среды в другую.Уменьшение скорости при попадании света в каплю воды вызывает искривление пути света к нормали.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» А при выходе из капли свет ускоряется и отклоняется от нормы. Капля вызывает отклонение пути света при входе в каплю и выходе из нее.

Есть бесчисленное множество путей, по которым солнечные лучи могут проходить через каплю. Каждый путь характеризуется изгибом к нормали и от нее. Один из путей, имеющих большое значение в обсуждении радуги, — это путь, по которому свет преломляется в каплю, внутренне отражается и затем преломляется из капли.На схеме справа изображен такой путь. Луч света от солнца попадает в каплю с небольшой нисходящей траекторией. После двукратного преломления и однократного отражения световой луч рассеивается и изгибается вниз к наблюдателю на поверхности земли. Другие места входа в каплю могут привести к аналогичным путям или даже к тому, что свет будет проходить через каплю и выходить с противоположной стороны без значительного внутреннего отражения. Но для места входа, показанного на диаграмме справа, существует оптимальная концентрация света, выходящего из воздушной капли под углом к ​​земле.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» Как и в случае преломления света через призмы с непараллельными сторонами, преломление света на двух границах капли приводит к рассеиванию света по спектру цветов. Синий и фиолетовый свет с более короткой длиной волны преломляют немного больше, чем красный свет с большей длиной волны. Поскольку границы не параллельны друг другу, двойное лучепреломление приводит к четкому разделению солнечного света на составляющие его цвета.

Угол отклонения между падающими световыми лучами от солнца и преломленными лучами, направленными в глаза наблюдателя, составляет примерно 42 градуса для красного света.Из-за тенденции более коротковолнового синего света к преломлению больше, чем у красного света, его угол отклонения от исходных солнечных лучей составляет примерно 40 градусов. Как показано на схеме, красный свет преломляется из капли под более крутым углом к ​​наблюдателю на земле. Есть множество путей, по которым исходный луч может пройти через каплю и затем под углом к ​​земле. Некоторые пути зависят от того, с какой частью капли контактируют падающие лучи.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга» Другие пути зависят от местоположения солнца на небе и последующей траектории входящих лучей по направлению к капле. И все же наибольшая концентрация исходящих лучей обнаруживается при углах отклонения 40-42 градуса. Под этими углами рассеянный свет достаточно яркий, чтобы в небе отображалась радуга. Теперь, когда мы понимаем путь света через отдельную каплю, мы можем подойти к вопросу о том, как образуется радуга.

Образование радуги

Радуга чаще всего рассматривается как круговая дуга в небе.Наблюдатель на земле видит полукруг цвета, красный — это цвет, воспринимаемый снаружи или сверху лука. Те, кому посчастливилось видеть радугу с самолета в небе, могут знать, что радуга на самом деле может быть замкнутым кругом. Наблюдатели на земле видят только верхнюю половину круга, поскольку нижней половине дуги окружности препятствует наличие земли (и довольно очевидный факт, что под землей нет взвешенных капель воды).Тем не менее, наблюдатели в самолете, находящемся в воздухе, часто могут смотреть вверх и вниз, чтобы увидеть всю круговую носовую часть.Радуга схема: ТРК «Питер Радуга»

Круг (или полукруг) возникает из-за того, что в атмосфере есть скопление взвешенных капель, способных концентрировать рассеянный свет под углами отклонения 40-42 градуса относительно исходного пути света от Солнца. Эти капли фактически образуют дугу окружности, при этом каждая капля внутри дуги рассеивает свет и отражает его обратно к наблюдателю.Каждая капля внутри дуги преломляет и рассеивает весь видимый спектр света (ROYGBIV). Как описано выше, красный свет преломляется из капли под более крутыми углами к земле, чем синий свет. Таким образом, когда наблюдатель смотрит под более крутым углом по отношению к земле, капли воды в пределах этого луча зрения преломляют красный свет к глазу наблюдателя. Синий свет от этих же капель направлен под менее крутым углом и направлен по траектории, проходящей над головой наблюдателя.Таким образом, именно красный свет виден при взгляде на более крутые углы относительно земли. Точно так же при визировании под менее крутыми углами капли воды в пределах этой линии обзора направляют синий свет в глаз наблюдателя, в то время как красный свет направляется вниз под более крутым углом к ​​ногам наблюдателя. Это обсуждение объясняет, почему именно красный свет наблюдается вверху и по внешнему периметру радуги, а синий свет наблюдается внизу и по внутреннему периметру радуги.

Радуга не ограничивается рассеиванием света каплями дождя. Брызги воды у подножия водопада вызвали в воздухе водяной туман, который часто приводит к образованию радуги. Распылитель воды на заднем дворе — еще один распространенный источник радуги. Яркий солнечный свет, взвешенные капли воды и правильный угол обзора — три необходимых компонента для просмотра одного из самых великолепных шедевров природы.

Что вызывает радугу? | NOAA SciJinks — Все о погоде

Краткий ответ:

Радуга вызвана солнечным светом и атмосферными условиями. Свет проникает в каплю воды, замедляясь и изгибаясь при переходе от воздуха к более плотной воде. Свет отражается от внутренней части капли, разделяясь на составляющие ее длины волн или цвета.Когда свет выходит из капли, образуется радуга.

Если вы вообще не имели представления о том, что такое радуга и что ее вызывает, вы могли бы поверить некоторым легендам, созданным различными древними культурами для ее объяснения. Радуга — одно из самых красивых проявлений природы.

Радуга в Суурой, Фарерские острова. Фото Эрика Кристенсена.

На самом деле радуга — это не «вещь», и ее не существует в определенном «месте».«Это оптическое явление, которое появляется, когда солнечный свет и атмосферные условия в самый раз, а положение зрителя как раз подходит, чтобы его увидеть.

Когда можно увидеть радугу?

Радуга требует, чтобы капли воды плавали в воздухе. Вот почему мы видим их сразу после дождя. Чтобы появилась радуга, Солнце должно быть позади вас, а облака рассеяны от Солнца.

Почему радуга — это лук или дуга?

Полная радуга на самом деле представляет собой полный круг, но с земли мы видим только его часть.С самолета в подходящих условиях можно увидеть всю круглую радугу.

С летящего самолета вы можете увидеть радугу, образуя полный круг. Кредит: NOAA.

Что происходит с каплями воды?

Солнечный свет падает на каплю воды. Когда свет проходит в каплю, свет немного изгибается или преломляется, потому что в воде свет распространяется медленнее, чем в воздухе (потому что вода более плотная). Затем свет отражается от задней части капли воды и возвращается туда, откуда пришел, снова изгибаясь, когда он ускоряется, когда выходит из капли.

Свет входит в каплю воды, изгибаясь, немного замедляясь, переходя от воздуха к более плотной воде. Свет отражается от внутренней части капли, разделяясь на составляющие ее длины волн или цвета. Когда он выходит из капли, он образует радугу.

Почему цвета?

Солнечный свет состоит из света разных длин волн или цветов. Некоторые из этих длин волн изгибаются больше, чем другие, когда свет попадает в каплю воды. Фиолетовый (самая короткая длина волны видимого света) изгибается сильнее всего, красный (самая длинная длина волны видимого света) изгибается меньше всего.Поэтому, когда свет выходит из капли воды, он разделяется на все длины волн. Свет, отражающийся к вам, наблюдатель с солнечным светом, исходящим от вас, из капель воды будет казаться разделенным на все цвета радуги! Фиолетовый будет внизу, а красный — вверху.

Что делает двойную радугу?

Вторичная радуга появляется, если солнечный свет дважды отражается внутри водяных капель. Вторичные радуги более тусклые, и порядок цветов меняется на обратный, с красным внизу.Предоставлено: Леонардо Вайс через Wikimedia Commons.

Иногда можно увидеть другую, более тусклую вторичную радугу над первичной. Первичная радуга возникает из-за одного отражения внутри капли воды. Вторичная радуга вызвана вторым отражением внутри капли, и этот «переотраженный» свет выходит из капли под другим углом (50 ° вместо 42 ° для красной основной дуги). Вот почему вторичная радуга появляется над первичной радугой. У вторичной радуги также будет обратный порядок цветов: красный внизу и фиолетовый вверху.

Что в радуге? | Давайте поговорим о науке

AB
Наука о знаниях и возможности трудоустройства 8, 9 (пересмотрено в 2009 г.)
8
Блок C: Световые и оптические системы

AB
Физика 30 (2007 г., обновлено 2014 г.)
12
Блок C: Электромагнитное излучение

AB
Наука 30 (2007 г., обновлено 2014 г.)
12
Блок C: Электромагнитная энергия

AB
Наука 7-8-9 (2003 г., обновлено в 2014 г.)
8
Блок C: Световые и оптические системы

г. до н.э.
Естественные науки 8 класс (июнь 2016 г.)
8
Большая идея: энергия может передаваться как частица, так и волна.

МБ
Естественные науки 8 класс (2000)
8
Кластер 2: Оптика

МБ
Старший 3-й физик (2003 г.)
11
Тема 2: Природа света

NB
Физика 11 (2003)
11
Волны

NB
Естественные науки 8 класс (2002)
8
Оптика

NL
8 класс естествознания
8
Блок 3: Оптика (в редакции 2012 г.)

NL
Физика 2204 (2018)
11
Блок 4: Волны

НС
Структура результатов обучения: естественные науки 8 класс (2014 г.)
8
Физические науки: оптика

НС
Физика 12 (2002)
12
Волны и современная физика

NT
Учебная программа K-6 по науке и технологиям (NWT, 2004)
2
Земля и космические системы: воздух и вода в окружающей среде

NT
Учебная программа K-6 по науке и технологиям (NWT, 2004)
5
Земля и космические системы: погода

NT
Наука о знаниях и возможности трудоустройства 8 (Альберта, редакция 2009 г.)
8
Блок C: Световые и оптические системы

NT
Физика 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.)
12
Блок C: Электромагнитное излучение

NT
Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.)
12
Блок C: Электромагнитная энергия

NT
Наука 8 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.)
8
Блок C: Световые и оптические системы

NU
Учебная программа K-6 по науке и технологиям (NWT, 2004)
2
Земля и космические системы: воздух и вода в окружающей среде

NU
Учебная программа K-6 по науке и технологиям (NWT, 2004)
5
Земля и космические системы: погода

NU
Наука о знаниях и возможностях трудоустройства 8 (Альберта, редакция 2009 г.)
8
Блок C: Световые и оптические системы

NU
Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.)
12
Блок C: Электромагнитная энергия

NU
Наука 8 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.)
8
Блок C: Световые и оптические системы

ПО
Физика, 12 класс, Университет (СПх5У)
12
Strand E: Волновая природа света

ПО
Естественные науки 10 класс, академический (SNC2D)
10
Strand E: свет и геометрическая оптика

ПО
Прикладная наука 10 класс (SNC2P) (2008)
10
Strand E: Свет и применение оптики

PE
Физика 521А (2009)
11
Волны

PE
Естественные науки 8 класс (в редакции 2016 г.)
8
Блок 3: Оптика

КК
Прикладная наука и технологии
Раздел III
Материальный мир

КК
Физика
Раздел V
Геометрическая оптика

КК
Наука и технология
Раздел III
Материальный мир

СК
Физические науки 20 (2016)
11
Свойства волн

СК
Естественные науки 8 класс (2009 г.)
8
Физические науки — оптика и зрение (OP)

YT
Science Grade 8 (Британская Колумбия, июнь 2016 г.)
8
Большая идея: энергия может передаваться как частица, так и волна.

Лекция 33

Лекция 33

Сводка

  • Лучевое приближение
  • Закон отражения
  • Закон Снеллиуса
    Сегодняшняя шутка

  • Бонусная викторина гл. 33a
  • Полное внутреннее отражение
  • Интерактивный апплет преломления
  • Пример # 1

  • Принцип Гюйгена
    • Схема
    • отражение и преломление
    • полное внутреннее отражение
    • Анимированный апплет
    • Пример № 2

  • Дисперсия
  • Радуга
  • Интерактивный радужный апплет
  • Практика:
    Попробуйте этот дополнительный пример
  • Пример # 3

  • Подготовить:
    Прочитать разделы 34-1 и 34-2 учебника перед следующей лекцией

  • [дополнительный материал]

  • ореолы и солнечные собаки
  • подробнее об атмосферной оптике
  • Зеленая вспышка, которую редко можно увидеть на закате, вызвана
    конкуренция между дисперсионным преломлением и рассеянием
    в атмосфере.

    Эта фотография была сделана из Торри.
    Сосны, Калифорния, 7 января 1996 года, Эндрю Т. Янг.

    Еще фото нимб

    Этот снимок был сделан на южном полюсе и включает в себя множество интересных оптических эффектов.
    создается из кристаллов льда в форме карандаша и пластин.

    Это кристаллы льда, отвечающие за некоторые эффекты, которые вы видите в
    Фотография выше

    Эта фотография была сделана на Аляске, и на ней видны некоторые цвета на солнце собак и
    другие эффекты, возникающие в результате небольшого рассеивания льда.


Рыцарь2 35.CQ.5
Напряженность электрического поля (красные точки указывают, что буква E отсутствует на странице) на рисунке равна _______.

A. увеличение
Б. Уменьшение
C. без изменения ответа

POP5 25,29
В комнате есть воздух со скоростью звука 343 м / с. Скорость звука в бетонных стенах 1850
РС. Найдите критический угол полного внутреннего отражения звука на границе бетон-воздух.
А. 5.39 °
Б. 10.7 °
С. 55,6 °
D. 79.3 °
Ответ

GC6 tb24.6
Когда луч света (λ = 590 нм), первоначально движущийся по воздуху, попадает в кусок стекла
(n = 1.5) его частота
А. увеличивается в 1,5 раза.
Б. уменьшается в 1,5 раза.
C. остается прежним.

Ответ

Walker5e 26,83
Вы делаете снимок радуги с помощью инфракрасной камеры, а ваш друг одновременно делает снимок в видимом свете.Радиус радуги на инфракрасном изображении _____, чем его радиус на изображении в видимом свете.

A. более
Б. менее
C. то же, что и ответ

B. уменьшение

Скорость изменения электрического потока или тока смещения,
играет роль тока для создания магнитного поля. Используя правило правой руки,
магнитное поле по часовой стрелке создается током, направленным внутрь страницы.Это означает смещение
ток должен указывать на страницу, следовательно, скорость изменения электрического потока должна указывать на страницу,
и электрическое поле вне страницы должно уменьшаться.

Б. 10,7 °

Этот низкий угол объясняет, почему бетон отражает звук
так эффективно — почти каждый угол падения приводит к отражению звука. Это также
частично объясняет, почему бетонные стены являются отличными звукоизоляторами, потому что очень мало звука
переходит из воздуха в бетон.

C. Остается прежним.

Частота волны всегда остается неизменной при пересечении
граница. Скорость и длина волны меняются, но не частота.

А. больше, чем

Как видно на Рисунке 26-52 (выше), длинноволновый красный свет имеет меньший показатель преломления (более высокую скорость волны), чем фиолетовый свет, а красный свет выходит из капли дождя под большим углом, чем фиолетовый свет. Это делает внешний радиус радуги красным, а внутренний — фиолетовым.Поскольку инфракрасный свет имеет большую длину волны, чем красный свет, мы ожидаем, что его радиус будет вне радиуса красной части радуги. [Это означает, что показатель преломления инфракрасного света в воде даже меньше (даже более высокая скорость волны), чем показатель преломления красного света.] Аналогично, если фотография была сделана в ультрафиолете, мы ожидаем, что радиус радуги будет меньше радиуса радуги на изображении в видимом свете.

Дисперсия: радуга и призмы

Цель обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните явление диспергирования и обсудите его преимущества и недостатки.

Рис. 1. Цвета радуги (a) и цвета, создаваемого призмой (b), идентичны. (Источник: Alfredo55, Wikimedia Commons; НАСА)

Все наслаждаются зрелищем радуги, мерцающей на фоне темного грозового неба. Как солнечный свет, падающий на прозрачные капли дождя, превращается в радугу цветов, которые мы видим? Тот же самый процесс заставляет белый свет разделяться на цвета прозрачной стеклянной призмой или бриллиантом. (См. Рисунок 1.)

Мы видим в радуге около шести цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый; иногда также упоминается индиго.Эти цвета связаны с разными длинами волн света, как показано на рисунке 2. Когда наш глаз получает свет с чистой длиной волны, мы склонны видеть только один из шести цветов, в зависимости от длины волны. Тысячи других оттенков, которые мы можем ощутить в других ситуациях, — это реакция нашего глаза на различные комбинации длин волн. В частности, белый свет представляет собой довольно однородную смесь всех видимых длин волн. Солнечный свет, который считается белым, на самом деле кажется немного желтоватым из-за смеси длин волн, но он содержит все видимые длины волн.Последовательность цветов в радуге такая же, как и цвета, отображенные в зависимости от длины волны на рисунке 2. Это означает, что белый свет распространяется в соответствии с длиной волны радуги. Дисперсия определяется как распространение белого света на полный спектр длин волн. С технической точки зрения, дисперсия возникает всякий раз, когда происходит процесс, который изменяет направление света в зависимости от длины волны. Дисперсия, как общее явление, может происходить для любого типа волны и всегда связана с процессами, зависящими от длины волны.

Рис. 2. Несмотря на то, что радуга связана с семью цветами, она представляет собой непрерывное распределение цветов в соответствии с длинами волн.

Дисперсия

Дисперсия определяется как распространение белого света по всему спектру длин волн.

Refraction отвечает за рассеивание в радугах и во многих других ситуациях. Угол преломления зависит от показателя преломления, как мы видели в Законе преломления. Мы знаем, что показатель преломления n зависит от среды.Но для данной среды n также зависит от длины волны. (См. Таблицу 1. Обратите внимание, что для данной среды n увеличивается с уменьшением длины волны и является наибольшим для фиолетового света. Таким образом, фиолетовый свет изгибается больше, чем красный свет, как показано для призмы на рисунке 3b, и свет рассеивается в та же последовательность длин волн, что и на рисунках 1 и 2.

Таблица 1. Показатель преломления n в выбранных средах на различных длинах волн
Средний Красный (660 нм) Оранжевый (610 нм) Желтый (580 нм) Зеленый (550 нм) Синий (470 нм) Фиолетовый (410 нм)
Вода 1.331 1,332 1,333 1,335 1,338 1,342
Алмаз 2,410 2,415 2,417 2.426 2.444 2.458
Стекло, корона 1,512 1,514 1,518 1,519 1,524 1,530
Стекло кремень 1,662 1,665 1.667 1,674 1,684 1,698
Полистирол 1.488 1,490 1.492 1.493 1,499 1,506
Кварц плавленый 1.455 1.456 1.458 1.459 1.462 1,468

Рис. 3. (a) Чистая длина волны света падает на призму и преломляется на обеих поверхностях.(b) Белый свет рассеивается призмой (показано в преувеличении). Поскольку показатель преломления зависит от длины волны, углы преломления зависят от длины волны. Получается последовательность от красного к фиолетовому, потому что показатель преломления постоянно увеличивается с уменьшением длины волны.

Установление соединений: рассеяние

Волны любого типа могут иметь дисперсию. Звуковые волны, все типы электромагнитных волн и волны воды могут быть распределены в зависимости от длины волны. Дисперсия возникает всякий раз, когда скорость распространения зависит от длины волны, таким образом разделяя и распространяя различные длины волн.Рассеивание может потребовать особых обстоятельств и может привести к впечатляющим показам, например, к созданию радуги. Это также верно для звука, поскольку все частоты обычно перемещаются с одинаковой скоростью. Если вы слушаете звук через длинную трубку, такую ​​как шланг пылесоса, вы легко можете услышать, как он рассеивается при взаимодействии с трубкой. Фактически, дисперсия может многое рассказать о том, с чем столкнулась волна, которая рассеяла ее длины волн. Например, рассеяние электромагнитного излучения из космоса многое раскрыло о том, что существует между звездами — так называемом пустом пространстве.

Рис. 4. Часть света, падающего на эту каплю воды, входит и отражается от обратной стороны капли. Этот свет преломляется и рассеивается как при входе, так и при выходе из капли.

Радуга получается сочетанием преломления и отражения. Возможно, вы заметили, что видите радугу, только когда отводите взгляд от солнца. Свет входит в каплю воды и отражается от обратной стороны капли, как показано на рисунке 4. Свет преломляется как при входе, так и при выходе из капли.Поскольку показатель преломления воды зависит от длины волны, свет рассеивается, и наблюдается радуга, как показано на рисунке 5a. (Нет дисперсии, вызванной отражением от задней поверхности, поскольку закон отражения не зависит от длины волны.) Фактическая радуга цветов, видимая наблюдателем, зависит от множества лучей, преломляемых и отражающихся в глаза наблюдателя от множества капли воды. Эффект наиболее впечатляющий, когда фон темный, как в штормовую погоду, но также может наблюдаться у водопадов и поливочных машин для газонов.Дуга радуги возникает из-за необходимости смотреть под определенным углом по отношению к направлению солнца, как показано на рисунке 5b. (Если в капле воды есть два отражения света, образуется еще одна «вторичная» радуга. Это редкое событие создает дугу, которая лежит выше основной радужной дуги — см. Рисунок 5c.)

Рис. 5. (a) Разные цвета выходят в разных направлениях, поэтому вы должны смотреть в разные места, чтобы увидеть разные цвета радуги. (b) Дуга радуги возникает из-за того, что линия между наблюдателем и любой точкой дуги должна составлять правильный угол с параллельными лучами солнечного света, чтобы принимать преломленные лучи.(c) Двойная радуга. (Источник: Николас, Wikimedia Commons)

Радуга

Радуга получается сочетанием преломления и отражения.

Дисперсия может давать красивые радуги, но может вызывать проблемы в оптических системах. Белый свет, используемый для передачи сообщений в оптоволокне, рассеивается, распространяется во времени и в конечном итоге перекрывается с другими сообщениями. Поскольку лазер излучает почти чистую длину волны, его свет имеет небольшую дисперсию, что является преимуществом по сравнению с белым светом для передачи информации.Напротив, дисперсия электромагнитных волн, приходящих к нам из космоса, может использоваться для определения количества вещества, через которое они проходят. Как и многие другие явления, дисперсия может быть полезной или неприятной, в зависимости от ситуации и наших человеческих целей.

Исследования PhET: геометрическая оптика

Как линза формирует изображение? Посмотрите, как световые лучи преломляются линзой. Посмотрите, как меняется изображение, когда вы регулируете фокусное расстояние объектива, перемещаете объект, перемещаете объектив или перемещаете экран.

Щелкните, чтобы запустить моделирование.

Сводка раздела

  • Распространение белого света на полный спектр длин волн называется дисперсией.
  • Радуга создается комбинацией преломления и отражения и включает рассеивание солнечного света в непрерывное распределение цветов.
  • Дисперсия дает красивые радуги, но также вызывает проблемы в некоторых оптических системах.

Задачи и упражнения

  1. (a) Каково отношение скорости красного света к скорости фиолетового света в алмазе на основе [ссылка]? б) Каково это соотношение в полистироле? (c) Какая из них более дисперсная?
  2. Луч белого света выходит из воздуха в воду под углом падения 75.0º. Под какими углами преломляются красная (660 нм) и фиолетовая (410 нм) части света?
  3. Насколько различаются критические углы для красного (660 нм) и фиолетового (410 нм) света в алмазе, окруженном воздухом?
  4. (a) Узкий луч света с длинами волн желтого (580 нм) и зеленого (550 нм) цветов проходит от полистирола к воздуху, падая на поверхность под углом падения 30,0 °. Какой угол между цветами, когда они появляются? (b) Как далеко им придется пройти, чтобы их разделяла 1.00 мм?
  5. Параллельный луч света оранжевого (610 нм) и фиолетового (410 нм) длин волн идет от плавленого кварца к воде, падая на поверхность между ними под углом падения 60,0 °. Каков угол между двумя цветами в воде?
  6. Луч света с длиной волны 610 нм проходит из воздуха в плавленый кварц под углом падения 55,0º. Под каким углом падения свет с длиной волны 470 нм должен входить в бесцветное стекло, чтобы иметь такой же угол преломления?
  7. Узкий луч света, содержащий красный (660 нм) и синий (470 нм) длины волн, распространяется из воздуха через 1.Плоский кусок коронного стекла толщиной 00 см и снова снова в воздухе. Луч падает под углом падения 30,0 °. а) Под каким углом появляются два цвета? б) На каком расстоянии красные и синие отделены друг от друга, когда они появляются?
  8. Узкий луч белого света входит в призму, сделанную из стекла короны, под углом падения 45,0 °, как показано на рисунке 6. Под какими углами, θ R и θ V , делают красный (660 нм) и фиолетовый (410 нм) компоненты света выходят из призмы?

    Рисунок 6.Эта призма рассеивает белый свет на радужные цвета. Угол падения составляет 45,0º, а углы выхода красного и фиолетового света равны θ R и θ V .

Глоссарий

дисперсия: распространение белого света на полный спектр длин волн

радуга: рассеивание солнечного света в непрерывное распределение цветов в зависимости от длины волны, возникающее в результате преломления и отражения солнечного света каплями воды в небе.

Избранные решения проблем и упражнения

2.46,5º, красный; 46.0º, фиолетовый

4. (а) 0,043 °; (б) 1,33 м

6. 71.3º

8. 53,5º, красный; 55.2º, фиолетовый

Как образуются радуги? — Метеобюро

Все дело в геометрии …

Радуги образуются, когда солнечный свет падает от капель дождя в глаза наблюдателю.

Большинство капель имеют сферическую форму, а не форму, которую часто называют «слезоточивой», и именно эта сферическая форма обеспечивает условия для того, чтобы радуга была видна.

Положение солнца и капель дождя по отношению к наблюдателю должно быть правильным, чтобы образовалась радуга:

  • Солнце должно быть позади зрителя
  • Солнце должно быть низко в небе, под углом менее 42 ° над горизонтом. Чем ниже солнце в небе, тем больше дуга радуги увидит зритель
  • Дождь, туман или другой источник водяных капель должны быть перед зрителем

Размер капель дождя не влияет напрямую на геометрию радуги, но туман или туман имеют тенденцию рассеивать эффект больше (см. Туманные дуги).

Радуга появляется полукругом на ровной поверхности только на восходе или закате, когда солнце находится точно на горизонте, большую часть времени виден меньший сегмент дуги.

Эффект попадания света на каплю дождя

Поскольку вода плотнее воздуха, свет, проходящий от воздуха к капле дождя под углом, замедляется и меняет направление в процессе, называемом рефракцией.

Солнечный свет состоит из света многих длин волн, которые замедляются на разную величину, заставляя белый свет расщепляться или рассеиваться, при этом более короткие синие и фиолетовые волны проходят через слегка увеличенное изменение направления в сторону более длинных волн красного света.

Если углы, под которыми свет попадает в каплю, правильные, часть света, попадающего в каплю, будет внутренне отражаться от внутреннего края капли и будет выходить из капли, снова претерпевая рефракцию при переходе от воды к воздуху. .

На этом изображении показано, как свет проходит через каплю:

Видя радугу

Наблюдатель, стоящий в нужном месте, увидит рассеянный солнечный свет, отраженный им обратно.Свет, рассеянный множеством капель, достигающий глаз наблюдателя, будет выглядеть как разноцветная радуга. Капли разного цвета выходят под углом примерно на два градуса от красного до фиолетового. Красный свет, видимый наблюдателем, исходит от капель, расположенных немного выше в атмосфере, чем капли, которые рассеивают фиолетовый свет в сторону наблюдателя, как показано на изображении ниже:

Видимые цвета не являются чистым спектром, есть некоторое смешение и размытие цветов. Человеческий глаз может различать многие оттенки, но все еще принято думать, что радуга имеет семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый (ROYGBIV).Вы можете узнать больше о цветах радуги. Какие цвета радуги ?.

Другие радужные явления

Есть много различных вариаций обычных радуг, которые образуются в определенных условиях. Вы можете найти более подробную информацию о них, перейдя по ссылкам ниже: —

· Что такое двойная радуга?

· Что такое туман?

· Радуга полного круга

· Moonbow

Что вызывает радугу? | HowStuffWorks

Два дня назад вопрос дня был «Почему небо голубое?» По какой-то причине это вызвало волну вопросов: «Что вызывает радугу?» вопросы, поэтому давайте пройдемся по природе радуги.

Вы знаете, что свет состоит из множества цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго, фиолетового. Вот почему призма может воспринимать белый свет с одной стороны и создавать собственную мини-радугу с другой стороны. Чтобы понять радугу, вы должны начать с понимания того, что происходит внутри призмы, чтобы позволить ей разделить белый свет на его цвета.

Призма — это треугольник из стекла или пластика. Чтобы заставить его создать мини-радугу, вы позволяете узкой полосе белого света падать на одну сторону треугольника, например:

(на этой странице вы найдете аккуратный java-апплет, демонстрирующий дисперсию призмы.)

Разброс цветов в призме происходит из-за того, что называется показателем преломления стекла . Каждый материал имеет свой показатель преломления. Когда свет попадает в материал (например, когда свет, проходящий через воздух, попадает в стекло призмы), разница в показателях преломления воздуха и стекла заставляет свет изгибаться. Угол изгиба различается для разных длин волн света. Когда белый свет проходит через две грани призмы, разные цвета изгибаются в разной степени и при этом растекаются в радугу.

В радуге капли дождя в воздухе действуют как крошечные призмы.