Wykład

Temat: Podstawowe parametry fali harmonicznej

A w nim: Graficzne i opisowe przedstawienie podstawowych parametrów i własności fali harmonicznej.

W większości przyrządów geodezyjnych takich jak dalmierze, teodolity elektroniczne, odbiorniki GPS stosuje się jako wzorzec pomiarowy sinusoidalną falę elektromagnetyczną.

Podstawowe parametry i zależności opisujące ją podane zostały poniżej:

Rys.1 Podstawowe parametry fali harmonicznej

T - okres, czas jednego pełnego obiegu wektora A

- prędkość (częstotliwość) kołowa, zwykle podawana w [rad/sek]
f - częstotliwość, zwykle podawana w jednostkach [Hz];

A - wektor wirujący wokół okręgu. Podobny wektor tworzy ramka obracająca się w polu magnetycznym między biegunami N i S, co powoduje wytworzenie prądu przemiennego.

- kąt fazowy lub faza

Zależności łączące powyższe parametry:

Prędkość fal elektromagnetycznych w próżni równa się prędkości światła „c”. Prędkość światła równa jest
. Prędkość fal elektromagnetycznych w innym ośrodku niż próżnia obliczamy ze wzoru:

(dla fali elektromagnetycznej lub prądu elektrycznego)

gdzie: n - współczynnik załamania lub gęstości. Nie jest stały i zależy od temperatury, ciśnienia i prężności pary wodnej.
Długość fali
obliczamy ze wzorów:

Wynika z tego, że im mniejsza częstotliwość tym dłuższa fala. Im krótsza fala tym mniejszy jest jej zasięg. Fale dłuższe trafiając na przeszkodę mogą się na niej uginać a trafiając na teren mogą się od niego odbijać. Jest to szkodliwe, dlatego w geodezji stosujemy fale mikrofalowe a nie fale radiowe. Im większa częstotliwość tym bardziej fale mogą rozchodzić się prostoliniowo.
Zakres fal optycznych wykorzystywany jest w geodezyjnych dalmierzach elektronicznych (elektrooptycznych). Stosujemy je, ponieważ fale te rozchodzą się prostoliniowo (światło rozchodzi się po linii prostej). Gdy natrafią na przeszkodę to zostaną zatrzymane, a nie załamane.

Literatura:

A. Płatek "Geodezyjne dalmierze elektromagnetyczne i tachimetry elektroniczne", Warszawa 1991

A. Płatek "Elektroniczne techniki pomiarowe w geodezji", Kraków 1995

K. Holejko "Precyzyjne elektroniczne pomiary w geodezji", Warszawa 1987

J. Tatarczyk "Elementy optyki instrumentalnej i fizjologicznej", skrypt AGH, Kraków 1984