Светодальномер. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Светодальномер - прибор для измерения расстояний по времени прохождения его оптич. излучением (светом). С. содержит источник оптич. излучения, устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмное устройство и устройство измерения временных интервалов.

С. разделяются на импульсные и фазовые в зависимости от методов определения времени прохождения оптич. излучением расстояния до объекта и обратно (см. Светодальнометрия ).Импульсные методы (методы с непосредств. измерением времени распространения) позволяют получать достаточно высокую точность (единицы и десятки см) только в случае усреднения большого числа измерений.

В импульсных С. источником излучения обычно являются твердотельные и полупроводниковые лазеры, работающие в ближнем ИК-диапазоне (0,8

1,06 мкм), излучение к-рых формируется в виде коротких импульсов. Медленно меняющиеся расстояния измеряются с помощью одиночных импульсов; при быстро меняющихся расстояниях применяется непрерывно-импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50-100 Гц, полупроводниковые - до 10⁴-10⁵ Гц. Короткие импульсы (20-40 нс) твердотельных лазеров формируют в режиме модуляции добротности с помощью различного рода оптических затворов. В полупроводниковых лазерах генерация коротких импульсов мощностью до сотен Вт осуществляется путём формирования коротких импульсов тока накачки.

Импульсные С. используются в основном для измерения расстояний (сотни м - десятки км) до диффузно-рассеивающих объектов с точностью до единиц м.

В фазовых С. в качестве источников излучения применяются, как правило, светодиоды, непрерывные газовые лазеры (Не - Ne, He - Cd, CО₂) либо полупроводниковые лазеры с мощностью излучения в единицы мВт.

Обычно модуляция гармонич. сигналом оптич. излучения газовых лазеров осуществляется внеш. электрооптич. или акустооптич. модуляторами на частотах до десятков и сотен МГц, а модуляция полупроводниковых излучателей - током накачки. Фазовые С. обеспечивают дальность действия при работе с оптич. отражателями на объекте от единиц до десятков км, а при диффузном отражении от объектов - до сотен м.

В качестве фотоприёмников чаще всего применяются фотодиоды или фотоумножители. Из-за нестабильности электронных элементов фазовый сдвиг сигналов за время измерений подвергается дрейфу. Для его учёта в С. включается линия оптич. короткого замыкания - система зеркал и призм или световодов, по к-рой модулиров. свет направляется из передатчика в приёмник, минуя измеряемую дистанцию. Измерение разности длин внеш. и внутр. дистанции позволяет учитывать и компенсировать ошибку за счёт дрейфа масштабной частоты. Большинство совр. С. построено по гетеродинной схеме с измерением разности фаз на низкой промежуточной, частоте, что позволяет автоматизировать процесс измерений с использованием цифровых методов. При этом разность фаз между опорным и измерит. сигналами представляется в виде последовательности импульсов, число к-рых подсчитывается.

Совр. С. по назначению и техн. параметрам условно можно разделить на три группы: для измерения больших расстояний (до 50 км) с ошибкой измерения 5-20 мм; для измерения малых расстояний (до 10

15 км) с ошибкой измерения 5

10 мм; прецизионные С. с ошибкой измерения 0,3-0,5 мм и дальностью до 0,1-1 км. Нек-рые совр. С. представляют собой светодальномерные насадки на теодолит, что расширяет круг решаемых прибором задач.

Объединение дальномерной и угломерной частот в единую конструкцию выделило отд. группу приборов - электронные тахеометры, представляющие собой комбинации электронного теодолита, свето дальномера и микропроцессора. В отд. класс выделяются двухволновые С., позволяющие измерять расстояния (с коррекцией влияния атмосферы) дисперсионным методом определения среднего вдоль трассы показателя преломления воздуха.

Литература по светодальномерам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.