מקשיבה לאוקיינוס ציור, תיאור

מעבדה מדעית לילדים
ספרייה חינם / מדריך / מעבדת מדע לילדים

מקשיבה לאוקיינוס מעבדת מדע לילדים

מעבדת מדע לילדים

בטח שמתם לב: ביחס לים, לאוקיינוסים, המילה "מסתורין" משמשת לעתים קרובות כמו ביחס לחלל. זה לא מקרי. חקר האוקיינוסים הוא מאוד מאוד קשה. ולמרות שהידע על האלמנט הזה מצטבר כל הזמן, עדיין יש הרבה לא מובן היום.

מה הקשיים? ואכן, מלוח של כלי מחקר ניתן להוריד מכשירים לכל עומק ולקבוע את הרכב מי הים, מליחות, מהירות וטמפרטורה של הזרמים. מצלמות טלוויזיה בים עמוק עוזרות לנטר את חיי תושבי הים. יש גם אמבטיות בהן ניתן לרדת לעומקים גדולים.

כל זה כך. אבל הים משתנה. ואם הזרמים הנייחים כביכול, יום אחר יום, שנה אחר שנה, הולכים באותו כיוון ובאותו עומק, באמת קלים יחסית ללימוד, אז מה עם הפרעות מים שמתעוררות ונעלמות תוך כמה שעות? כיצד לחקור את מערבולות הטבעת התת-מימיות, שמייצרת, לפי מדענים, ציקלונים או אנטי-ציקלונים שמשנים את מזג האוויר ברחבי הגלובוס? אחרי הכל, פשוט אין זמן "להרגיש" אותם, לחטט בכלי עומק. אפילו מעקב אחר תנועת להקות דגים על מנת לתת פקודות ברורות לכלי דיג אינו קל ויקר. לשם כך יש צורך להחזיק כמעט צי אוויר שלם, ויעילותו אינה כה גדולה, שכן ניתן לזהות משקוף מהאוויר רק בעומק רדוד יחסית. לכן, כבר תקופה ארוכה שמדענים מחפשים שיטה שתאפשר לקבל תמונה מפורטת ומלאה של התופעות המתרחשות בים, ולא רק נתונים מקוטעים שהושגו בנקודות שבהן ספינות מחקר הורידו את מכשירי המדידה שלהן. .

כמובן, זה יהיה מפתה ביותר להאיר את עמוד המים באיזושהי קרינה, בדיוק כפי שמכונת רנטגן זורחת מבעד ללוחות הבטון של בתים, ומראה את כל הפגמים שלהם בסרט צילום. אבל במים, קרני הרנטגן דוהות לפני שעברו תריסר מטרים. גלי רדיו מתפוררים באותה מהירות. אז המכ"ם מתחת למים יהיה עיוור. גם קרני האור מתפוגגות במהירות. הצליל נשאר...

מומחים יודעים זה מכבר שקול עובר מרחקים ניכרים במים. אבל האם הוא מתאים לשימוש באיתור תת מימי?

להקשיב לאוקיינוס
כך פועל ה"רמקול" התת ימי

כדי לענות על שאלה זו, מדענים מהמכון לפיזיקה כללית של האקדמיה למדעים של ברית המועצות הקימו את הניסוי הבא: פולט קול נקבע בחלק התת-ימי של כלי מחקר - גליל מתכת מסיבי עם שני כיסויי ממברנה ובתוכו אלקטרומגנט. . מחולל מתח תדר שמע חובר לפיתולי האלקטרומגנט, והספינה יצאה לים.

להקשיב לאוקיינוס
הנה עוד אחת מהתעלומות של האוקיינוס: ככל שהספינה מתרחקת מהחוף, כך גדלה משרעת הצליל שהסונאר קולט.

הזמן עבר. הספינה הלכה רחוק יותר ויותר, וההידרופון שהותקן ליד החוף קיבל את האות שלו בביטחון. אפילו מרחק של 400 קילומטרים כמעט ולא החלישו את חוט הקול המחבר את הספינה עם החוף - ההידרופון עדיין קיבל בבירור את צליל הפולט.

התברר כי בסמוך לחוף ניתן לקלוט הד הקול של תהליכים המתרחשים בים ובאלפי קילומטרים מהידרופון. הם ניסו לעשות זאת, אך לאחר האזנה לאותות ההידרופונים, שבניסוי אחר הוקלטו על ידי רשמקול מספר ימים ברציפות, גילו מדענים משהו שלא ניתן לפענח: תערובת כאוטי של כל הצלילים האפשריים, מהאינפרא. -נמוך עד גבוה במיוחד, הופיע על הסרט המגנטי. שום מחשב לא יעזור להבין בלגן קול כזה.

התברר שהאזנה לים היא חסרת תועלת. אתה צריך לחקור את זה, פשוט לחקור את זה עם הצליל שלך, בדיוק כמו איתור עושה. עם זאת, העיקרון הישיר שעליו עובד האיתור לא התאים לפיזיקאים. אתה בטח יודע שהאיתור שולח אותות רדיו לשמיים וקולט את ההשתקפות שלהם. אפשר היה להניח שגם להקת דגים במים מסוגלת לשקף אות קול שנפל עליה - הצפיפות שלה שונה מצפיפות המים. אבל סביר להניח שמערבולת או זרימה טבעתית לא ישקפו את הצליל או תשקפו אותו בצורה חלשה מאוד. מים, אחרי הכל, הם מים, ואין זה משנה אם הם דוממים או זזים. לכן, הם החליטו להפריד בין פולט הקול להידרופון במרחק של עשרות קילומטרים. החישוב היה שההפרעות של המים או אותה להקת דגים שהופיעה ביניהם, לפחות במעט, ימנעו מהקול להתפשט במים, יעוותו את המשרעת או הפאזה שלו. וכדי למנוע כניסת אותות זרים למגבר ההידרופון, החליטו לבנות פילטר המכוון בדיוק רב לתדר של פולט הקול.

אז היה צורך לחשוב על התוכנית השלמה של קול הצליל של הים. וכאן נזכרו הפיזיקאים קודם כל באפקט הדופלר.

כנראה שחווית את ההשפעה הזו יותר מפעם אחת. זכרו: כשהרכבת מתקרבת לתחנה, הצפצוף שלה גבוה יותר מאשר כשחלפה על פניה. הסיבה לכך היא שבתחילה המהירויות של הקול ושל הרכבות מצטברות, הקול עף מהר יותר, והתדירות שלו עבור צופה נייח הופכת גבוהה יותר. אז מהירות הרכבת כבר מופחתת ממהירות הקול. התדירות שלו הולכת ופוחתת.

עבור מקלט שמע רחב פס כמו האוזן שלנו, זה לא משנה. אבל אם הוא מכוון רק לתדר הצופר, כפי שההידרופון הוא לתדר של המשדר, אז לא ישמעו תדרים גבוהים ולא נמוכים יותר. לכן, הם החליטו להתקין את פולט הקול בקרקעית הים, ללא תנועה, ולא על ספינה, שבתנועתה יכולה לשנות את התדר.

להקשיב לאוקיינוס
איור זה מראה בבירור כיצד השלבים של האותות שונים בשל העובדה שהכבל עם ההידרופונים אינו מונח בדיוק לאורך הרדיוס.

הידרופון אחד לניתוח מדויק לא היה מספיק, כפי שסברו המדענים. כדי לכסות כמה שיותר מקום, מקלטי סאונד צריכים לפחות כמה עשרות. אז זה יהיה אפשרי לא רק לרשום להקת דגים או מערבולת טבעתית, אלא גם לפקח על תנועותיהם. כלומר, ניתן יהיה ליצור תמונה מרחבית מסוימת של הפרעות בים ולברר מה גרם להפרעות אלו.

ניתן לדעת במשך זמן רב כיצד הוכן הציוד לניסוי - בהידרופונים נבנו מגברים קדם מיוחדים, המסוגלים גם לשמוע אותות חלשים וגם לא "להחריש" אוזניים מחזקים מדי, כיצד חיפשו דרכים להגן עליהם. מלחץ מים וקורוזיה, איך הם בחרו את המעניין ביותר מנקודת המבט של המדע, קטע ים... היו קשיים רבים בהכנה. הם חיכו למדענים במהלך הניסוי.

לאחר שפולט הקול וחמישים הידרופונים על כבל משותף הוטבלו לקרקעית הים וכל המכשירים הופעלו, במקום האות הצפוי, ראו החוקרים חמישים אותות עם פאזות שונות על מסך האוסילוסקופ - כל ההידרופונים לא ראו את זה. לעבוד ביחד, אבל לא בסדר.

הסיבה התבררה כפשוטה: כדי שכל ההידרופונים יעבדו, כמו שאומרים, ביחד, המרחק מכל אחד מהם לפולט הקול חייב להיות זהה. ואז כל האותות יגיעו אליהם בשלב אחד. אבל אחרי הכל, כבל לא יכול להיות מונח בצורה שווה לחלוטין לעומק של מאה מטרים, עם דיוק של מיקרונים. איך זה נופל לתחתית זה עניין של מקרה.

ועדיין, הידרופונים הצליחו להיעשות בצוות אחד. פיזיקאים יישרו את השלבים בדיוק גבוה מאוד על ידי פיתוח מכשירים אלקטרוניים מיוחדים להמרת פאזה. ועכשיו המסילה הנייחת - כך קראו המומחים לאיתור הקול התת-ימי שלהם - כבר מספקת מידע. כעת מנתחים אותו תיאורטיקנים, מחפשים דפוסים שיאפשרו לקבוע בדיוק מה המשמעות של עיוות אות זה או אחר, לאיזו תופעה בים הוא מתאים.

בעתיד, מדענים חושבים להתקין מסלולים כאלה בכל הימים והאוקיינוסים. וככל הנראה, לא רחוק הזמן שבו יהיו להם הרבה פחות סודות.

מחבר: A.Fin

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף מעבדת מדע לילדים:

▪ כפית גדולה של טבע

▪ מד שדה מגנטי

▪ מאוורר סולארי

ראה מאמרים אחרים סעיף מעבדת מדע לילדים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

פוליאתילן ירוק 14.03.2009

בכנס בנושא ביו-פלסטיק שהתקיים בשנת 2008 בקלן (גרמניה), כימאים ברזילאים דיברו על הפיתוח החדש שלהם: הם למדו כיצד לייצר פוליאתילן מקנה סוכר.

תחילה מתקבל אלכוהול אתילי מקנה סוכר בתהליך שגרתי, ולאחר מכן האלכוהול הופך לאתילן בתגובת התייבשות. לבסוף, אתילן מפולמר בדרך הרגילה. תוצרי לוואי הם בעיקר מים עם כמות קטנה של אתר ואלכוהול שלא הגיב.

פוליאתילן "ירוק" אינו שונה מפוליאתילן רגיל, למעט הבדלים קטנים בהרכב האיזוטופי של פחמן (פחמן צמחי שונה במקצת מפחמן שמן). אז אם חברה מתחילה לטעון שהפוליאתילן שלה מיוצר מבלי לפגוע בסביבה, אז ניתן לאמת את ההצהרה הזו על ידי איזוטופי פחמן.

עוד חדשות מעניינות:

▪ כדורי אדמה נדירים מקרקעית האוקיינוס

▪ ZTE Taichi Cloud Computer W100D

▪ מוזיקה עוזרת לך ללמוד

▪ מאסר מצב מוצק הפועל ברציפות בטמפרטורת החדר

▪ הסגסוגת החדשה לא יותר גרועה מטיטניום, אבל זולה יותר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר Consumer Electronics. בחירת מאמרים

▪ מאמר אלכסנדר הגיבור המקדוני, אבל למה לשבור את הכיסאות? ביטוי עממי

▪ מאמר איך זאבים צדים? תשובה מפורטת

▪ מאמר שעועית ים. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר שיטה לניקוי אופטיקה בנגני CD. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ספק כוח מיוצב, 60 וולט 0,1 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר