Лабораторна робота № 1
Тема: Вивчення метеоприладу. Обчислення робочої швидкості поширення (швидкості поширення) світлових і ультракоротких радіохвиль по вимірюючим метеоприладам.
Мета: вивчення метеоприладів, що входять у комплект світло й радіодалекоміра, освоєння порядку обчислення виправлення за робочою швидкістю поширення світлових і ультрачервоних радіохвиль. Розвиток творчої самостійності.
Прилади і обладнання:
Барометр; 2. Термометр; 3. Психрометр; 4. Калькулятор.
Теоретичні відомості:
Робоча швидкість поширення електромагнітних хвиль пов'язана зі швидкістю поширення цих хвиль у вакуумі зі співвідношенням:
(1)
де: С = 299792,458 м/с.
n гр груповий показник заломлення повітря для електромагнітних хвиль.
Показник заломлення для реальної атмосфери визначається по формулі:
(2)
де: n гр груповий показник заломлення в реальній атмосфері;
t температура повітря в °С;
а коофіцієнт розширення повітря рівний 0,003661;
Р атмосферний тиск у мм. рт. ст.
е парциональний тиск водяних парів у мм. рт. ст. (абсолютна вологість).
Груповий показник заломлення визначається по формулі:
(3)
де: середнє значення довжини хвилі випромінювання в мікрометрах (для гелій неонового лазера = 0,8328 мм.)
Температуру повітря обчислюють із показання сухого термометра, виправивши його шкаловим виправленням, яке вибирають на паспорті психрометра. Аналогічно виправляють відлік по вологому термометру.
Тиск повітря обчислюють по показникові анероїда, виправивши його трьома виправленнями: постійної, шкаловой і температурної. Необхідні дані вибирають із паспорта анероїда. Останнє виправлення обчислюють, вимірявши температуру чутливої системи анероїда по його термометру.
Величину парціонального тиску водяних пар обчислюють за виправленими показниками психрометра, использывая формулу Шпрунга:
(4)
де: (tс. tвл.) виправлені відліки по сухому й вологому термометру.
Е парціональний тиск насиченої водяної пари.
(5)
де: а прихрометрична постійна (постійна Асмана), вона приймає два дискретні значення; а = 1756 при негативній.
Хід роботи:
1. Вивчивши метеоприлади, виконати відлік по анероїду й психрометру. Ввести в відліки виправлення, вибравши з паспортів приладів. Зразки паспортів у додатку 1. Щоб у наступних обчисленнях студенти мали справу з різними величинами, відліки слід вимірювати на величину 0,1º·і де і номер студента в журналі.
2. По формулах (4) обчислити тиск водяних пар. Величини Е і k вибрати по аргументу tвл. із таблиці додатка 2.
3. По формулах (4) обчислити парціональний тиск водяних пар.
4. По формулах (2) обчислити індекс заломлення для КК радіохвиль за даними метеоумовами.
5. За отриманим значенням показника, використавши формулу (1) обчислити робочу швидкість поширення радіохвиль. Дані обчислень записати в таблицю 1.
Таблиця № 1
-
№ п/п
Позначення
Обчислення
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
tс.
tвл.
Р
tс. tвл.
Еʹ
k
Р/k
Р/k·( tс. tвл.)
е
nгр.-1
nи
vгр.
Вихідні дані:
№ варіантів |
(мкм). |
Р (мм.pт.cт.) |
tс |
tм |
1. |
0,38 |
745 |
+5 |
+7,5 |
2. |
0,41 |
756 |
+19 |
+21,5 |
3. |
0,39 |
760 |
+23 |
+25,5 |
4. |
0,42 |
754 |
+15 |
+17,5 |
5, |
0,50 |
765 |
+27 |
+29,5 |
6. |
0,62 |
759 |
+12 |
+14,5 |
7. |
0,56 |
752 |
+25 |
+27,5 |
8. |
0,75 |
767 |
+26 |
+28,5 |
9. |
0,88 |
757 |
+13 |
+15,5 |
10. |
0,40 |
746 |
+28 |
+30,5 |
11. |
0,64 |
751 |
+14 |
+16,5 |
12. |
0,82 |
766 |
+8 |
+10,5 |
13. |
0,45 |
761 |
+17 |
+19,5 |
14. |
0,49 |
758 |
+7 |
+9,5 |
15. |
0,55 |
748 |
+10 |
+12,5 |
16. |
0,67 |
763 |
+21 |
+23,5 |
17. |
0,77 |
750 |
+11 |
+13,5 |
18. |
0,87 |
747 |
+16 |
+18,5 |
19. |
0,57 |
764 |
+6 |
+8,5 |
20. |
0,81 |
762 |
+9 |
+11,5 |
21. |
0,83 |
753 |
+30 |
+32,5 |
22. |
0,59 |
755 |
+18 |
+20,5 |
23. |
0,60 |
763 |
+29 |
+31,5 |
24. . |
0,46 |
749 |
+31 |
+33,5 |
25. |
0,89 |
768 |
+32 |
+34,5 |
Додаток 1