Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Кинематика космических движений⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 11
Мы видели, что для описания движения точки необходимо измерять длину пути, пройденного точкой по ее траектории, и «привязывать» каждое положение точки по траектории к соответственному моменту времени. При изучении движения космического корабля и вообще космических тел — планет, Луны, звезд — не может быть, конечно, речи о непосредственной разметке траектории. Единственный способ измерения расстояния до космического корабля (и вообще определения его положения) — это передача сигналов, которые могут распространяться в космическом пространстве, т. е. световых сигналов и радиосигналов. Например, можно наблюдать космический корабль или планету в телескоп, или производить радиолокационные наблюдения планет, или принимать сигналы, передаваемые космическим кораблем. Собственно говоря, в этом нет ничего принципиально нового по сравнению с наблюдением движений предметов на Земле. На Земле мы также пользуемся световыми сигналами (наблюдение движущегося тела простым глазом, фотографирование) и радиосигналами (радиолокация.) Но между наблюдениями в пределах земных расстояний и наблюдениями на огромных дистанциях в космосе есть важная количественная разница. В самом деле, так как каждый сигнал требует определенного времени для своего распространения от движущегося тела к наблюдателю, то в тот момент, когда мы производим наблюдение движущегося тела, оно оказывается уже в другом месте: наблюдение события запаздывает по отношению к моменту, когда событие произошло, на время пробега сигнала от движущегося тела к наблюдателю. Правда, скорость света и радиосигналов настолько велика, что это смещение тела за время запаздывания прихода сигнала будет мало по сравнению с расстоянием до тела. Например, если бы можно было видеть пулю, летящую со скоростью 800 м/с на расстоянии 1 км, то, не учитывая того, что свет, приходящий от пули, запоздает, мы ошиблись бы в определении положения пули примерно на 3 мм. Но в космическом пространстве тела могут удаляться на очень большие расстояния, и поэтому погрешность может сильно возрасти. Например, для космического корабля, удаляющегося от Земли с той же скоростью 800 м/с и достигшего орбиты Юпитера (при наибольшем сближении Земли и Юпитера), погрешность, вызванная неучетом времени пробега светового или радиосигнала, достигнет уже 1700 км!
Таким образом, при больших расстояниях пренебрегать временем пробега сигнала уже нельзя; например, если нужно передать на космический корабль какую-либо команду (скажем, включить двигатели) в тот момент, когда корабль занимает определенное положение относительно небесных тел, то команда должна быть послана с упреждением, равным времени запаздывания сигнала. Кроме того, конечно, должно быть учтено такое же время запаздывания и при определении самого положения космического корабля. Для приведенного примера с кораблем, достигающим орбиты Юпитера, запаздывание сигнала и требуемое упреждение должны были бы равняться 2100 с. Ясно, что запаздывание будет тем больше, чем дальше от Земли находится космический корабль; так, при достижении орбиты Плутона требуемое упреждение составило бы уже 20 000 с, а погрешность в определяемом положении при неучете запаздывания сигнала достигла бы 16 000 км. На Земле измерение времени запаздывания радиосигнала при прохождении большого расстояния используют при радиолокации. Радиолокатор посылает мощный радиосигнал в направлении, где ожидается появление цели. Целью может быть самолет, ракета, дождевая туча, след метеора в атмосфере — вообще всякое тело, способное отражать радиосигнал. Отраженный от тела сигнал улавливается приемником радиолокатора; специальное устройство измеряет время, протекшее между посылкой сигнала и его приемом. Так как сигналу пришлось пройти расстояние от локатора до цели дважды, то, очевидно, расстояние до цели равно половине измеренного промежутка времени между посылкой сигнала и его приемом, умноженной на скорость радиосигнала. Момент локации, т. е. момент отражения сигнала от цели,— это полусумма моментов посылки и приема сигналов. К моменту приема сигнала локатором цель успеет сдвинуться (от момента попадания сигнала на цель) на расстояние, равное дистанции до цели, умноженной на отношение скорости цели к скорости радиосигнала. Например, при локации с расстояния 1000 км самолета, летящего со скоростью 2000 км/ч, самолет сдвинется примерно на 2 м.
Впервые скорость света была измерена в космосе; при этом было использовано описанное выше явление запаздывания светового сигнала, приходящего с большого расстояния, относительно момента выхода сигнала. В конце XVII века датский ученый Олаф Рёмер, наблюдая затмение спутника планеты Юпитер, попадающего при каждом обращении вокруг планеты в ее тень, заметил, что в то время, когда Земля в своем годовом движении вокруг Солнца приближается к Юпитеру, промежутки времени между затмениями уменьшаются по сравнению с временем, когда Земля удаляется от Юпитера. Он объяснил это различие тем, что при приближении Земли к Юпитеру запаздывание, с которым мы наблюдаем события, происходящие вблизи Юпитера (затмения спутника), уменьшается, а при удалении — увеличивается. Суммарное различие в запаздывании должно равняться времени, которое свет затрачивает на прохождение диаметра земной орбиты. Скорость света равняется, таким образом, диаметру земной орбиты, разделенному на наибольшее различие в запаздывании наблюдения затмений. Из сказанного следует, что при «привязке» наблюдаемых положений космического корабля (или другого небесного тела) к соответственным моментам времени следует относить к наблюдаемому (например, в телескоп) положению не момент наблюдения, а более ранний — с учетом запаздывания сигнала. Отсюда ясно, какую важную роль играет скорость распространения света или радиоволн при изучении движений космических объектов: космических кораблей, планет, комет, звезд и т. д. Чем дальше объект, тем важнее учет времени распространения света. Мы видим дальние звезды не в том положении, в котором они находятся сегодня, а в том, в котором они находились годы, тысячи и миллионы лет тому назад. С другой стороны, для «земных» движений запаздывание мало: даже на пробег вокруг земного шара по экватору свет потратил бы только 0,13 с. Есть и на Земле такие движения, для которых нужно учитывать время пробега света при «привязке» положений тела к моментам времени: это — движения, по скорости сравнимые со световым сигналом. Элементарные частицы могут обладать скоростями, весьма близкими к скорости света. Для определения положения таких частиц учет времени пробега светового сигнала, конечно, необходим, так как они даже за малое время успевают сместиться очень сильно. Обычные же тела — самолеты, ракеты, снаряды, если говорить о самых быстрых больших телах,— движутся настолько медленно по сравнению со световым сигналом, что для них поправка остается малой, пока расстояния малы.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 64; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.119.113.208 (0.007 с.) |