В сфере безопас-
ности пространственные (объемные) детекторы проходят под разными назва-
ниями, некоторые из которых употребляются крайне редко - микроволновые,
радио-, ультразвуковые или инфракрасные: названия которых больше отража-
ют принципы работы детекторов, нежели их реальные возможности.
В самом названии детектора не отражается то, что они могут делать,
каковы их функции, да и вообще эта тема покрыта слоем таинственности. В
настоящей главе я попытаюсь упростить общую картину, внести больше яс-
ности в нее и представить истинное положение дел.
Зачастую, когда люди чего-либо не понимают, они принимают уверенный
вид и пытаются тем самым скрыть свое непонимание; при этом они выглядят,
как дети, прыгающие с обрыва в воду или перебегающие дорогу в неположен-
ном месте и не ведающие, к чему их действия могут привести. Когда дело
доходит до обнаружения предметов, находящихся в определенном прост-
ранстве, тут незачем скрывать свое незнание. Действительно, как можно
понять то, чего нельзя увидеть глазами? Но успокойтесь: мы проникнем в
суть вопроса с помощью обычных слов. Даже в том случае, если вам не бу-
дут ясны в деталях те устройства, которые описаны в этой книге, то все
равно вы сможете работать с ними благодаря пониманию общего принципа их
действия.
Понятия
Солнце излучает свет и тепло. Фортепиано издает звук. Газовая плита
излучает тепло и немного света. Лампа дневного света излучает свет, но
не дает почти ни какого тепла и не издает звука. Радиостанция излуча-
ет... некоторые разъяснения по этому поводу даются позже. Все эти пред-
меты - излучатели или передатчики, - и знаем мы это потому, что сама
Природа, а также люди создали рецепторы или приемники.
Эти два понятия используются как в повседневной жизни, так и в облас-
ти электронных систем безопасности.
Генерирование и прием звука
Нажмите на клавишу "до": вы услышите богатый и благородный звук. С
технической точки зрения, это объясняется длиной и плотностью струны, а
также резким ударом по струне молоточка, приводимого в движение нажатием
пальца на клавишу. Главное в этом явлении - вибрация, которую можно уви-
деть или почувствовать, прикоснувшись к струне. Молоточек дает толчок
одной части струны, напрягая ее. Струна же немедленно возвращается в ис-
ходное положение. Однако наподобие маятника она выходит за исходную по-
зицию, и в результате, возникает новое ее напряжение. Все повторяется
заново, однако вибрация постепенно уменьшается, хотя колебания струны
продолжаются периодически. Излагая это другим образом, скажем, что за
определенный промежуток времени струна совершает определенное количество
колебаний. Допустим, что таким промежутком является одна секунда. Коли-
чество колебаний, происходящих в одну секунду называется 1 частотой 0.
Теперь у нас есть еще одно нужное нам понятие. Нажмем клавишу инструмен-
та справа от клавиши "до". Заглянув внутрь фортепиано, мы увидим, что
эта струна немного короче и поэтому звук получается выше, при ударе мо-
лоточком струна совершает большее число колебаний. Число колебаний будет
все увеличиваться и увеличиваться вплоть до самой верхней ноты. Составим
для ясности шкалу оценок: струна "до" совершает 242 вибрации в секунду,
в то время как самая верхняя струна - 4224 вибрации.
Слово цикл наиболее подходит для описания одного колебания, но издав-
на существует традиция давать физическим величинам имена тех ученых-фи-
зиков, которые открыли эти величины. Поэтому для определения циклов виб-
рации за 1 сек употребляется единица герц.
Такой же эффект вибрации используется при грамзаписи. Игла звукосни-
мателя чувствует звуковые колебания, впрессованные в дорожку диска, и
превращает эти колебания в электрические импульсы. Энергия усиливается
во много раз и в динамике превращается в слышимые звуковые сигналы. Об-
щее понятие для звукоснимателя и для динамика - преобразователи, которы-
ми, по словарному определению, являются любые приборы, преобразующие од-
ну форму энергии в другую.
Излучатели ультразвука
Приводя в пример фортепиано и грамзапись, мы имели дели со свойствами
слышимого звука. Тем не менее, хорошо известно: в отличие от человека,
собака и другие животные могут воспринимать звук более высоких частот.
При наличии подходящих преобразователей мы, люди, можем услышать звук в
два раза большей частоты, чем звук самой верхней ноты фортепиано. Возве-
дите эту величину в квадрат: полученные 16 896 гц - это почти верхний
предел звукового регистра, воспринимаемого человеческим ухом. Поднимемся
еще выше, к частоте звука в 20 000 гц. Собака его слышит, доказывая сво-
им поведением, что столь высокий звук реально существует. Весь регистр
выше этой частоты мы относим к ультразвуку.
Вернемся к примеру с фортепиано и найдем еще одно очень важное поня-
тие. Как мы заметили, частота звука тем выше, чем короче струна, и нао-
борот, по мере удлинения струны, звук становится ниже. Струна порождает
звук определенной частоты, а слышим мы его благодаря тому, что струна
сообщает воздуху вокруг себя, а также в пространстве между нами колеба-
ния той же самой частоты, которую ей придал удар молоточка. Вполне реа-
листично предположить, что во время колебания струны, она сначала оттал-
кивает, а затем притягивает к себе непосредственно окружающий ее воздух.
Последующие подъемы и падения давления воздуха напоминают волны, от бро-
шенного в воду камня. Расстояние между двумя соседними гребнями волн в
воде и между двумя соседствующими точками наиболее высокого давления
воздуха - это длина волны. Только в рассматриваемом нами случае не су-
ществует ни воздушного, ни водного потока: распространяется только сама
волна.
Соотношение между частотой и длиной волны
Теперь у нас достаточно большой словарь, и благодаря ему мы сможем
рассмотреть три важных вопроса. Еще раньше мы заметили: чем выше частота
(звучание) ноты, тем короче струна и тем короче длина волны.
Положение 1. Умножая частоту звука на длину его волны, мы всегда бу-
дем получать неизменный результат - константу.
Положение 2. Эта константа - не просто бессмысленная цифра. Она отра-
жает скорость распространения звука в воздушном пространстве (332
м/сек).
Положение 3. Зная частоту звука, мы можем вычислить длину его волны.
Исходя из положения 1 и 2 мы имеем:
частота х длина волны = константа или длина волны = константа/часто-
та.
Для примера, вычислим длину волны, соответствующую частоте 1000 гц.
332 м/сек / 1000 гц = 0,332 метра.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95
ности пространственные (объемные) детекторы проходят под разными назва-
ниями, некоторые из которых употребляются крайне редко - микроволновые,
радио-, ультразвуковые или инфракрасные: названия которых больше отража-
ют принципы работы детекторов, нежели их реальные возможности.
В самом названии детектора не отражается то, что они могут делать,
каковы их функции, да и вообще эта тема покрыта слоем таинственности. В
настоящей главе я попытаюсь упростить общую картину, внести больше яс-
ности в нее и представить истинное положение дел.
Зачастую, когда люди чего-либо не понимают, они принимают уверенный
вид и пытаются тем самым скрыть свое непонимание; при этом они выглядят,
как дети, прыгающие с обрыва в воду или перебегающие дорогу в неположен-
ном месте и не ведающие, к чему их действия могут привести. Когда дело
доходит до обнаружения предметов, находящихся в определенном прост-
ранстве, тут незачем скрывать свое незнание. Действительно, как можно
понять то, чего нельзя увидеть глазами? Но успокойтесь: мы проникнем в
суть вопроса с помощью обычных слов. Даже в том случае, если вам не бу-
дут ясны в деталях те устройства, которые описаны в этой книге, то все
равно вы сможете работать с ними благодаря пониманию общего принципа их
действия.
Понятия
Солнце излучает свет и тепло. Фортепиано издает звук. Газовая плита
излучает тепло и немного света. Лампа дневного света излучает свет, но
не дает почти ни какого тепла и не издает звука. Радиостанция излуча-
ет... некоторые разъяснения по этому поводу даются позже. Все эти пред-
меты - излучатели или передатчики, - и знаем мы это потому, что сама
Природа, а также люди создали рецепторы или приемники.
Эти два понятия используются как в повседневной жизни, так и в облас-
ти электронных систем безопасности.
Генерирование и прием звука
Нажмите на клавишу "до": вы услышите богатый и благородный звук. С
технической точки зрения, это объясняется длиной и плотностью струны, а
также резким ударом по струне молоточка, приводимого в движение нажатием
пальца на клавишу. Главное в этом явлении - вибрация, которую можно уви-
деть или почувствовать, прикоснувшись к струне. Молоточек дает толчок
одной части струны, напрягая ее. Струна же немедленно возвращается в ис-
ходное положение. Однако наподобие маятника она выходит за исходную по-
зицию, и в результате, возникает новое ее напряжение. Все повторяется
заново, однако вибрация постепенно уменьшается, хотя колебания струны
продолжаются периодически. Излагая это другим образом, скажем, что за
определенный промежуток времени струна совершает определенное количество
колебаний. Допустим, что таким промежутком является одна секунда. Коли-
чество колебаний, происходящих в одну секунду называется 1 частотой 0.
Теперь у нас есть еще одно нужное нам понятие. Нажмем клавишу инструмен-
та справа от клавиши "до". Заглянув внутрь фортепиано, мы увидим, что
эта струна немного короче и поэтому звук получается выше, при ударе мо-
лоточком струна совершает большее число колебаний. Число колебаний будет
все увеличиваться и увеличиваться вплоть до самой верхней ноты. Составим
для ясности шкалу оценок: струна "до" совершает 242 вибрации в секунду,
в то время как самая верхняя струна - 4224 вибрации.
Слово цикл наиболее подходит для описания одного колебания, но издав-
на существует традиция давать физическим величинам имена тех ученых-фи-
зиков, которые открыли эти величины. Поэтому для определения циклов виб-
рации за 1 сек употребляется единица герц.
Такой же эффект вибрации используется при грамзаписи. Игла звукосни-
мателя чувствует звуковые колебания, впрессованные в дорожку диска, и
превращает эти колебания в электрические импульсы. Энергия усиливается
во много раз и в динамике превращается в слышимые звуковые сигналы. Об-
щее понятие для звукоснимателя и для динамика - преобразователи, которы-
ми, по словарному определению, являются любые приборы, преобразующие од-
ну форму энергии в другую.
Излучатели ультразвука
Приводя в пример фортепиано и грамзапись, мы имели дели со свойствами
слышимого звука. Тем не менее, хорошо известно: в отличие от человека,
собака и другие животные могут воспринимать звук более высоких частот.
При наличии подходящих преобразователей мы, люди, можем услышать звук в
два раза большей частоты, чем звук самой верхней ноты фортепиано. Возве-
дите эту величину в квадрат: полученные 16 896 гц - это почти верхний
предел звукового регистра, воспринимаемого человеческим ухом. Поднимемся
еще выше, к частоте звука в 20 000 гц. Собака его слышит, доказывая сво-
им поведением, что столь высокий звук реально существует. Весь регистр
выше этой частоты мы относим к ультразвуку.
Вернемся к примеру с фортепиано и найдем еще одно очень важное поня-
тие. Как мы заметили, частота звука тем выше, чем короче струна, и нао-
борот, по мере удлинения струны, звук становится ниже. Струна порождает
звук определенной частоты, а слышим мы его благодаря тому, что струна
сообщает воздуху вокруг себя, а также в пространстве между нами колеба-
ния той же самой частоты, которую ей придал удар молоточка. Вполне реа-
листично предположить, что во время колебания струны, она сначала оттал-
кивает, а затем притягивает к себе непосредственно окружающий ее воздух.
Последующие подъемы и падения давления воздуха напоминают волны, от бро-
шенного в воду камня. Расстояние между двумя соседними гребнями волн в
воде и между двумя соседствующими точками наиболее высокого давления
воздуха - это длина волны. Только в рассматриваемом нами случае не су-
ществует ни воздушного, ни водного потока: распространяется только сама
волна.
Соотношение между частотой и длиной волны
Теперь у нас достаточно большой словарь, и благодаря ему мы сможем
рассмотреть три важных вопроса. Еще раньше мы заметили: чем выше частота
(звучание) ноты, тем короче струна и тем короче длина волны.
Положение 1. Умножая частоту звука на длину его волны, мы всегда бу-
дем получать неизменный результат - константу.
Положение 2. Эта константа - не просто бессмысленная цифра. Она отра-
жает скорость распространения звука в воздушном пространстве (332
м/сек).
Положение 3. Зная частоту звука, мы можем вычислить длину его волны.
Исходя из положения 1 и 2 мы имеем:
частота х длина волны = константа или длина волны = константа/часто-
та.
Для примера, вычислим длину волны, соответствующую частоте 1000 гц.
332 м/сек / 1000 гц = 0,332 метра.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95