Ochrona Srodowiska by HC111130034054

VIEWS: 44 PAGES: 4

									Wykład „FALE MECHANICZNE
i ELEKTROMAGNETYCZNE w ŚRODOWISKU”
Wydział Rolniczo-Ekonomiczny. Kierunek: Ochrona Środowiska Rolniczego
dr Paweł Turkowski, ZF AR
Kraków, 2006




Literatura
Materiał omawiany w tym wykładzie nie jest zaczerpnięty z jednego podręcznika.
Jako uzupełnienie wykładu mogę polecić podręczniki:


Sygnały elektryczne, oscyloskop, mikrofony
P.Horowitz, W.Hill, Sztuka elektroniki Tom1, WKiŁ, Warszawa
Analiza fourierowska
S.Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, Część 1, Mechanika i akustyka, s.230-231
F.C. Crawford, Fale, PWN, Warszawa 1973, s.81
Feynmana wykłady z fizyki, T1, cz.2, (§50, Składowe harmoniczne, s.356-369)
Prędkość dźwięku (model Newtona):
F.C.Crawford, Fale, PWN, Warszawa, s.174
Feynman, Wykłady T1, cz.2, s.329
Barwa dźwięku
F.C. Crawford, Fale, PWN, Warszawa 1973, s.81-85
Feynmana wykłady z fizyki, T1, cz.2, (§50, Składowe harmoniczne, s.356-369)
Odkrycie fal EM
Max v. Laue, Historia Fizyki, PWN Warszawa 1960.
Prawa Maxwella, Fale elektromagnetyczne:
D.Halliday, R.Resnick, Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych, T.2,
PWN Warszawa

Opracowania ogólne:
D.Halliday, R.Resnick, Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych, Tom
   1 i 2, PWN Warszawa 1974
Mieczysław Jeżewski, Fizyka Ogólna, Tom 2, PZWS, Warszawa 1973, s.189-212.
S.Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, Tom 3, s. 400
Fizyka środowiska:
Egbert Boeker, Rienk van Grondele, Fizyka środowiska, PWN, Warszawa 2002,
Marek Siemieński, Środowiskowe zagrożenia zdrowia, PWN, W-wa 2001, s.445-520
SZCZEGÓŁOWY PLAN WYKŁADU

Wykład 1. SYGNAŁY ELEKTRYCZNE

Definicja fali. Przykłady fal - impuls akustyczny i elektromagnetyczny.
Sygnał elektryczny. Sygnały naturalne i sztuczne. Układy rejestracji i
analizy sygnałów. Układy odbiorcze wielokanałowe.
Parametry sygnału: amplituda i częstotliwość. Częstotliwość kątowa.
Jednostki pochodne częstotliwości (kHz, MHz, GHz).
Pomiary amplitudy i częstotliwości.
Częstotliwości harmoniczne. Oktawa, dekada.
Logarytmiczna skala częstotliwości. Stosunek dwu amplitud wyrażony w
decybelach [dB]. Nachylenie charakterystyki wyrażone w dB/oktawę,
dB/dekadę.
Wybrane typy sygnałów elektrycznych.
Wartość międzyszczytowa i wartość skuteczna napięcia.
Źródła sygnałów testowych. Generator sygnałowy symulowany
komputerowo.
Modulacja amplitudy (AM), modulacja częstotliwości (FM).

Wykład 2. POMIARY FAL AKUSTYCZNYCH

Fale podłużne. Fale poprzeczne. Długość fali. Prędkość fazowa fali.
Podział fal akustycznych ze względu na częstotliwość. Dźwięki, ultradźwięki,
infradźwięki.
Elementy układu odbiorczego umożliwiającego analizę fali akustycznej
Mikrofony węglowe, pojemnościowe, dynamiczne. Kalibracja mikrofonów.
Ciśnienie akustyczne p. Poziom ciśnienia akustycznego Lp. Głośność. Krzywe
izofoniczne, próg słyszalności, próg bólu. Obiektywny pomiar głośności. Korygowany
poziom ciśnienia akustycznego. Lp[db(A)], Sonometry.
Prawo Webera-Fechnera.
Analiza widmowa sygnału. Typy widm.
Matematyczne podstawy analizy widmowej.
Analizatory widma.

Wykład 3. WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FAL AKUSTYCZNYCH

Obiektywne i subiektywne cech dźwięku. Psychoakustyka.
Ton. Szum.
Wysokość tonu. Barwa dźwięku i wysokość dźwięku, który nie jest tonem.
Pomiary prędkości dźwięku. Model Newtona prędkości dźwięku. Dyspersja prędkości
dźwięku. Prędkość grupowa.
Efekt Dopplera
Superpozyja drgań. Dudnienia.
Konsonans. Dysonans.
Oktawy. Skala muzyczna temperowana.
Hałas. Obiektywne pomiary hałasu.
Bierna ochrona przed hałasem. Ekrany akustyczne. Dyfrakcja na krawędzi ekranu.
Obliczenia skuteczności ekranowania.
Choroby i ubytki słuchu spowodowane hałasem.
Wykład 4. POMIARY PÓL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Definicja wektorów E i B, rozpiętość spotykanych amplitud pól
magnetycznych.
Wybrane typy czujników pola magnetycznego. Hallotron, cewka
bezrdzeniowa – zasada działania.
Ograniczenie czułości anten – szum Johnsona.
Pomiar parametrów sygnału wytworzonego przez pola E-M.
Odczyt analogowy, odczyt cyfrowy.
Monitoring. Zasady ekonomii w monitoringu.
Kalibracja. Pojedyncza cewka kołowa jako źródło kalibracyjnego pola
magnetycznego, cewki Helmholtza.
Wytwarzanie i pomiar silnych pól magnetycznych

Wykład 5. FALE ELEKTROMAGNETYCZNE

Odkrycie fal elektromagnetycznych - kalendarium odkryć i wynalazków.
Pierwsze zastosowania fal elektromagnetycznych.
Prawo Ampera, pole przewodu prostoliniowego. Prąd przesunięcia. Prawo
indukcji Faradaya. Fala elektromagnetyczna. Przykładowe rozwiązania
równania falowego. Impuls elektromagnetyczny.
Podział fal elektromagnetycznych ze względu na częstotliwość.
Szczegółowy podział fal radiowych.
Właściwości fal e-m. Zastosowania fal radiowych.
Pole magnetyczne wyładowania atmosferycznego. Ziemskie naturalne pola
niskiej częstotliwości. Modele pól przesyłowych linii energetycznych.
Nadajniki radiowe.
Kuchenki mikrofalowe. Fala stojąca
Przepisy BHP - zasady ustalania norm dla poszczególnych zakresów
częstotliwości. Strefa bezpieczna.
Ekrany elektromagnetyczne.
ZAGADNIENIA DO SPRAWDZIANU KOŃCOWEGO z przedmiotu „Fale”


WYKŁAD 1
1. Umiejętność odczytu z wykresu sygnału: amplitudy, częstotliwości i okresu
2. Pojęcie oktawy i dekady
3. Umiejętność obliczenia stosunku dwu amplitud wyrażonego w decybelach [dB]
4. Odczyt nachylenia charakterystyki w dB/oktawę (z wykresu)
5. Podstawowe rodzaje modulacji sygnału sinusoidalnego

WYKŁAD 2
1. Fale podłużne i poprzeczne. Długość fali. Prędkość fazowa fali.
2. Typy mikrofonów. Zasada działania mikrofonu dynamicznego i pojemnościowego
3. Poziom ciśnienia akustycznego L[dB]
4. Krzywe jednakowej głośności (izofoniczne)
5. Analiza widmowa sygnału akustycznego. Typy widm

WYKŁAD 3
1. Subiektywne cechy dźwięku i ich odpowiedniki obiektywne
2. Ton. Szum.
3. Wysokość tonu. Barwa dźwięku i wysokość dźwięku, który nie jest tonem.
4. Pomiary prędkości dźwięku. Model Newtona prędkości dźwięku.
5. Efekt Dopplera

WYKŁAD 4
1. Definicje wektorów: natężenia pola elektrycznego E i indukcji magnetycznej B
2. Jednostki natężenia pola elektrycznego i indukcji magnetycznej w układzie SI
3. Efekt Halla i hallotron
4. Zasada działania cewki bezrdzeniowej jako czujnika pomiarowego B
5. Kalibracja przyrządów do pomiaru wartości E i B

WYKŁAD 5
1. Odkrycie fal elektromagnetycznych
2. Zakresy fal radiowych
3. Związek długości fali elektromagnetycznej z częstotliwością
4. Zastosowania fal elektromagnetycznych
5. Podstawy ustalenia norm dla pól elektromagnetycznych niskiej i wysokiej częstotliwości

								
To top