Измерения расстояния между лучами

Как определить расстояние до звёзд

Смотря на мерцающее ночное небо, нам кажется, что расстояние до звёзд не такое уж большое. А сами они малюсенькие точки во Вселенной. Однако это лишь видимость. По правде говоря, маленькими светила не назовёшь, а дистанция между нами, как громадная пропасть. Кроме того, расстояние между самими звездами также неимоверно огромное. Разумеется, для нашего понимания, но не для космического пространства.
Что интересно, в древние времена люди считали, что все небесные тела одинаково удалены друг от друга. Но благодаря изучению космоса, со временем, взгляды изменились.

звёзды в космосе

В чём измеряется расстояние между звездами

Действительно, интересно какими единицами астрономы измеряют расстояние до звезд?
На самом деле, расстояние до звезд, как и до любых других космических тел, измеряется не в привычных нам километрах, а в световых годах или парсеках.
Световой год подразумевает пройденное световым лучом расстояние за один год, при условии, что его скорость равна 300 тысяч км в секунду. Только представьте, один световой год соответствует 9,5 миллионам миллионов километров. Очевидно, что применение метров и километров при определении дистанций между звездами и расстоянии от Земли до них, очень-очень сложно и проблематично.
Хотя часто степень удалённости астрономических объектов настолько велик, что использование световых лет также неудобно. Поэтому для сокращения используют такую единицу измерения как парсек. Он равняется 3,26 светового года. Помимо этого, за единицу измерения могут использовать мегапарсек, который в один миллион раз больше обычного (то есть составляет 3 260 000 световых лет).

Летящая звезда

Методы и способы определения расстояния до звезд

Всегда и во всём человек ищет свойства, характеристики и отличительные черты. На сегодняшний день, мы способны рассчитать любой отрезок, применяя практические и теоретические приёмы.
А вот как определяют расстояние до звезд? Для этого чаще всего используют метод параллакса.
Параллакс — это изменение видимого положения объекта в отношении удалённого фона, которое напрямую зависит от положения наблюдателя.
В случае определения расстояния до звезд, наблюдение проводят с двух сторон от Солнца на протяжении 6 месяцев друг от друга. В результате полученное смещение светила даёт возможность оценивать дистанцию до него.
Что интересно, если бы звёздное тело было бы удалено от нашей планеты на 3,26 световых года или на 1 парсек, то его параллакс составлял бы 1 секунду дуги. Но, наверное, к счастью, нет ни одного настолько близко расположенного звёздного тела к нам.

расстояние до звезды

Другие способы определения расстояния до звёзд

Конечно, существуют и другие подходы. Так, например, определить расстояние до звезд можно с помощью фотометрического метода. При нём измеряют освещённость, которая возникает одинаковыми по силе и мощности источниками. Именно полученное значение освещённости обратно пропорциональна квадратам до удалённости тел друг от друга.
Помимо этого, определение расстояний до звезд возможно методом анализа спектра объектов. Для этого проводится исследование химического состава и физических характеристик, а также изучение спектров тела.

Итак, мы узнали в каких единицах измеряется и как определяют расстояние до звёзд.
Как известно, Солнце является самой близкой к нам звездой. Поэтому часто путь к нему указывают в км (149,6 млн км), что в переводе на световые года равно 8,3 световой минуте.
Как вы понимаете, расстояние между звездами и планетами нашей Солнечной системы имеет внушительные показатели. Например, степень удалённости планеты Плутон от Земли равна приблизительно 5 световым часам, а следующее близлежащее к нам светило (Проксима Центавра) располагается на расстоянии 4,2 световых года.

Проксима Центавра (одна из самых маленьких звёзд)

Представляете, сколько уже известно и доступно для нас, а сколько ещё предстоит узнать про нашу Вселенную!

Источник

Как определить расстояние до звёзд

Смотря на мерцающее ночное небо, нам кажется, что расстояние до звёзд не такое уж большое, а сами они малюсенькие точки во Вселенной . Однако это лишь видимость. По правде говоря, маленькими светила не назовёшь, а дистанция между нами, как громадная пропасть. Кроме того, расстояние между самими звездами также неимоверно огромное. Разумеется, для нашего понимания, но не для космического пространства.
Что интересно, в древние времена люди считали, что все небесные тела одинаково удалены друг от друга. Но благодаря изучению космоса, со временем, взгляды изменились.

В чём измеряется расстояние между звездами

Действительно, интересно какими единицами астрономы измеряют расстояние до звезд?
На самом деле, расстояние до звезд, как и до любых других космических тел, измеряется не в привычных нам километрах, а в световых годах или парсеках .
Световой год подразумевает пройденное световым лучом расстояние за один год, при условии, что его скорость равна 300 тысяч км в секунду. Только представьте, один световой год соответствует 9,5 миллионам миллионов километров. Очевидно, что применение метров и километров при определении дистанций между звездами и расстоянии от Земли до них, очень-очень сложно и проблематично.
Хотя часто степень удалённости астрономических объектов настолько велик, что использование световых лет также неудобно. Поэтому для сокращения используют такую единицу измерения как парсек. Он равняется 3,26 светового года. Помимо этого, за единицу измерения могут использовать мегапарсек, который в один миллион раз больше обычного (то есть составляет 3 260 000 световых лет).

Методы и способы определения расстояния до звезд

Всегда и во всём человек ищет свойства, характеристики и отличительные черты. На сегодняшний день, мы способны рассчитать любой отрезок, применяя практические и теоретические приёмы.
А вот как определяют расстояние до звезд? Для этого чаще всего используют метод параллакса.
Параллакс — это изменение видимого положения объекта в отношении удалённого фона, которое напрямую зависит от положения наблюдателя.
В случае определения расстояния до звезд, наблюдение проводят с двух сторон от Солнца на протяжении 6 месяцев друг от друга. В результате полученное смещение светила даёт возможность оценивать дистанцию до него.
Что интересно, если бы звёздное тело было бы удалено от нашей планеты на 3,26 световых года или на 1 парсек, то его параллакс составлял бы 1 секунду дуги. Но, наверное, к счастью, нет ни одного настолько близко расположенного звёздного тела к нам.

Другие способы определения расстояния до звёзд

Конечно, существуют и другие подходы. Так, например, определить расстояние до звезд можно с помощью фотометрического метода. При нём измеряют освещённость, которая возникает одинаковыми по силе и мощности источниками. Именно полученное значение освещённости обратно пропорциональна квадратам до удалённости тел друг от друга.
Помимо этого, определение расстояний до звезд возможно методом анализа спектра объектов. Для этого проводится исследование химического состава и физических характеристик, а также изучение спектров тела.

Итак, мы узнали в каких единицах измеряется и как определяют расстояние до звёзд.
Как известно, Солнце является самой близкой к нам звездой. Поэтому часто путь к нему указывают в км (149,6 млн км), что в переводе на световые года равно 8,3 световой минуте.
Как вы понимаете, расстояние между звездами и планетами нашей Солнечной системы имеет внушительные показатели. Например, степень удалённости планеты Плутон от Земли равна приблизительно 5 световым часам, а следующее близлежащее к нам светило (Проксима Центавра) располагается на расстоянии 4,2 световых года.

Представляете, сколько уже известно и доступно для нас, а сколько ещё предстоит узнать про нашу Вселенную !

Источник

Измерение расстояний дальномерами

Принцип действия и классификация оптических дальномеров.Дальномерное измерение расстояний в геометрическом отношении основано на вычислении высоты S равнобедренного треугольника (рис. 43) по формуле

где b — база, β —параллактический угол.

Одна из величин, bили β, обычно является постоянной, другая — переменной (измеряемой). В зависимости от этого различают оптические дальномеры с постоянной базой или с постоянным углом. По конструктивным особенностям их подразделяют на нитяные и двойного изображения.

Измерение расстояния нитяным дальномером.Зрительные трубы современных геодезических приборов (теодолитов, нивелиров и др.) являются одновременно и нитяными дальномерами с постоянным параллактическим углом (рис. 44). Переменная база — дальномерная рейка, устанавливаемая на точке, до которой требуется измерить расстояние. На сетке нитей трубы (см. рис. 44 и 56) через точки ти l прочерчены горизонтальные штрихи, являющиеся дальномерными нитями. Лучи света, идущие от точек ти l, пересекаются в главном фокусе F объектива и попадают соответственно в точки MhL рейки, отсекая на ней отрезок п. Из подобия треугольников MFL и m1Fl1 вытекает соотношение S1/f = n/p; из него следует S1 = nf/p. Отношение фокусного расстояния f объектива к расстоянию p между дальномерными нитями сетки — величина постоянная для данного прибора, это — коэффициент дальномера k. Следовательно, S1=kn. При изготовлении нитяного дальномера подбирают k=100, что возможно, например, при f = 200 мм и р=2 мм. Как видно из рис. 44, все измеряемое расстояние S = S1+ с, где с= = f + δ. Трубы геодезических приборов конструируют так, чтобы с было близкимнулю. Поэтому

Нитяным дальномером удобно измерять расстояние по рейке с сантиметровыми делениями, так как отсчетпо такой рейке в сантиметрах равен расстоянию между прибором и рейкой в метрах.

Приведение к горизонту расстояния, измеренного нитяным дальномером.На наклонной местности (рис. 45) дальномером определяют длину луча IR и угол ν его наклона к горизонту. Если бы при этих измерениях рейку можно было установить перпендикулярно линии визирования, то для вычисления горизонтального расстояния применили бы формулу S = D cos ν, в которой D = kn’. Ho в точке В рейку ставят отвесно и отсчитывают на ней отрезок n между точками пересечения рейки с проекциями дальномерных нитей. Вполне очевидно, что в треугольнике MRM’ угол R = ν, а угол М’≈90°. Поэтому п’/2 = ncos ν/2 или n’ = n cos ν, а наклонное расстояние D = kn’ = kn cos ν. Следовательно, S = kn cos ν cos ν = 2 ν. Полагая, что knD, находим

Горизонтальное проложение S по (28) вычисляют при помощи тахеометрических таблиц.

Формулу для вычисления поправки в наклонное расстояние, измеренное нитяным дальномером, находим следующим образом:

Точность измерения расстояния нитяным дальномером.Вследствие неодинакового преломления в атмосфере верхнего и нижнего лучей возникают значительные ошибки определения расстояния, особенно в жаркие дни. В такие дни можно измерять линии небольшой протяженности (100—150 м) и использовать при отсчетах верхнюю часть рейки. Кроме того, причинами ошибок служат неодновременность снятия отсчетов по дальномерным нитям, отклонения рейки от вертикального положения и др. Относительная погрешность определения расстояния нитяным дальномером при благоприятных условиях составляет 1 : 300—1 : 400 при длине до 200—250 м, а при неблагоприятных условиях может достигать 1 :100.

Понятие о дальномерах двойного изображения. Дальномеры двойного изображения конструктивно оформляют в виде самостоятельных приборов (Д-2) или насадок на зрительную трубу теодолита (ДНР-5 и ДН-8).

Редукционный дальномер ДНР-5 с постоянным параллактическим углом автоматически редуцирует (приводит к горизонту) наклонные расстояния. Дальномеры Д-2 и ДН-8 с постоянной базой в виде горизонтальной рейки измеряют с высокой точностью параллактические углы.

У дальномеров двойного изображения с постоянным параллактическим углом; половину объективна трубы теодолита (рис. 46, а) закрывают оптическим клином, отклоняющим визирный луч на угол β = 34,4′. Коэффициент такого дальномера ctg β = = 100. Луч света, идущий от центра сетки нитей т через открытую часть объектива, пересекает рейку в точке M, а тот же луч, идущий через клин, отклоняется им от прямолинейного направления в точку M1. Наблюдатель видит одновременно две части рейки, смещенные по высоте на величину п. Определив величину этого смещения, находят расстояние от вертикальной оси прибора до рейки по формуле

Обычно рейки оцифровывают так, что величина с автоматически прибавляется к отсчету. Величину смещения изображения η определяют разными способами, например помещением на даль-номерную рейку нониуса (см. рис. 46, б). Перемещая трубу в вертикальной плоскости, добиваются точного совмещения одного из штрихов нониуса со штрихом основной шкалы рейки. Тогда отсчет по рейке (см. рис. 46, в) составляют: из целого числа делений рейки, прочитанных против нуля нониуса (на рисунке он обозначен треугольником); десятых долей рейки, определенных по номеру совмещенного штриха нониуса; сотых и тысячных долей деления рейки, прочитанных на нониусе по горизонтальной нити сетки. Погрешность определения расстояния дальномером двойного изображения меньше, чем нитяным дальномером, в несколько раз и не превышает 1:2 000—1:1000 расстояния.

Светодальномеры. Расстояния этими приборами определяют по времени распространения электромагнитных колебаний вдоль измеряемой линии; ее длину вычисляют по формуле S=τυ/2, где τ — время прохождения электромагнитных волн от источника их излучения к отражателю и обратно; υ — скорость электромагнитных волн в воздухе во время измерений.

Светодальномеры бывают импульсные и фазовые. При работе с импульсными измеряют время движения импульсного сигнала, моменты излучения и приема которого отмечаются с большими погрешностями. При помощи фазовых светодальномеров расстояние S определяют с высокой точностью по формуле 5 = λ(N+Δ)/2, где λ — излучаемая длина электромагнитных волн; N— число волн, укладывающееся на отрезке измеряемого расстояния; Δ — дробная часть целого числа волн, находимая с точностью до 1 : 1 000—1 : 1 500 от периода колебания.

Светодальномер состоит из приемопередатчика, устанавливаемого на одном конце линии, и отражателя — на другом. Приемопередатчик излучает электромагнитные волны в направлении отражателя и принимает отраженные им волны, измеряя время их распространения. Малые топографические светодальномеры показывают величину измеряемого расстояния в метрах непосредственно на табло прибора.

Светодальномер СМ-5 имеет диапазон измеряемых расстояний при использовании отражателя с одной призмой от 2 до 300 м, а с тремя призмами до 500 м. При благоприятных условиях дальность действия увеличивается до 700 м. При измерении используются два метода: фазовый в режиме «точно» и импульсный в режиме «грубо». Во время работы приемопередатчик устанавливают на съемной подставке или крепят к теодолиту серии 2Т. При работе с теодолитом светодальномер используют для крупномасштабной топографической съемки. Средняя квадратическая погрешность измерения расстояния одним приемом составляет 20— 30 мм.

Светодальномер «Блеск» ЗСМ-2 также может устанавливаться на теодолиты серии 2Т для одновременного измерения углов и расстояний. Он превосходит СМ-5 по точности, дальности, степени автоматизации и имеет минимальные габариты и массу. Использован импульсный метод измерения расстояний с преобразованием временного интервала. Отражатель с одной призмой позволяет измерить расстояние от 0 до 500 м, а семипризменный — от 0 до 3 500 м. При благоприятных внешних условиях дальность действия D увеличивается до 5 000 м. Средняя квадратическая погрешность измеряемого расстояния одним приемом составляет не более (10+5· 10 -6 D) мм. Оба светодальномера имеют одинаковые максимальные углы наклона приемопередатчика, равные ±20°.

В 1985 г. успешно прошел испытания светодальномер СП-2 «Топаз». Он предназначен для измерения расстояний при инженерно-геодезических работах и в строительстве. Прибор обеспечивает высокий уровень автоматизации процесса измерения на расстоянии до 1 000 м. При хорошей видимости дальность действия составляет 3 000 м. Используется импульсный способ измерения расстояний. Приемная и передающая оптическая системы совмещены. Зрительная труба имеет прямое изображение. Прибор снабжен оптическим центриром с цилиндрическим уровнем. Наклон измеряемых линий ±25°. Средняя квадратическая погрешность измерения расстояний равна (2+3·10 -6 D) мм.

1. Какими приборами и способами измеряют расстояние при лесной съемке? 2. Что такое компарирование ленты и как его выполняют? 3. Как измеряют длину линий лентой? 4. Для чего и как приводят к горизонту расстояния, измеренные лентой? 5. Как определяют на наклонной местности длину 100-метрового пикета? 6. Как измеряют расстояния при помощи нитяного дальномера? 7. Почему дальномером двойного изображения расстояние измеряется точнее, чем нитяным дальномером? 8. Расскажите об особенностях работы светодальномеров.

Источник

Определение расстояния по линейке: как померить

Как определить расстояние до объекта

Бывают ситуации, когда необходимо уметь определять расстояние до объекта, имея под рукой лишь линейку. К примеру, вы должны рассчитать, через какое время вы доберетесь до видимого вдали населенного пункта или, манящего теплым дымком, домика лесника. Или путеводной звездой для вас стал проходящий вдалеке поезд, и где-то над деревьями вы увидели концы столбов линии электропередач железнодорожных путей.

Современные гаджеты, конечно, никто не отменял: не зря же целые толпы ученых и разработчиков трудились, чтобы внедрить в повседневную (и не очень) жизнь свои изобретения и тем самым облегчить нам существование или поиск выхода в той или иной ситуации. Однако методы и способы, которые уже много десятилетий применяются на практике, не зря до сих пор имеют столь большую популярность.

На глаз

Ничего сложного, на самом деле, в таком методе определения расстояния, нет. Достаточно знать несколько простых правил. А суть умения заключается в фиксировании на местности отрезки, равные 50, 100, 500 и 1 тыс. м.

Итак, правила. Если вспомнить школьные курсы физики и ОБЖ, то ничего нового вы сейчас не узнаете. Однако, освежим в памяти.

  • Если местность ровная, расстояние может казаться меньше, чем-то, каким оно является на самом деле.
  • Крупные объекты могут казаться ближе, чем объекты меньшей величины, если они находятся на одной линии.
  • Чем ярче предмет, тем ближе он обычно видится.
  • Овраги и лощины визуально делают короче расстояние, которое мы видим.
  • Во время пасмурной погоды, а также тумана, все объекты кажутся ближе.
  • Если смотреть сверху вниз, расстояние кажется больше, если снизу вверх — наоборот.
  • В ночное время суток, когда объекты светятся, может показаться, что они ближе.

Расстояние по линейке

По угловой величине

Измерить расстояние с помощью линеечки можно, используя угловую величину.Разберемся, что это и как это сделать. Ознакомимся для начала с понятием тысячной.Тысячная — это международная единица измерения расстояния по горизонту, равная 1/6 тыс. горизонта. Широко распространено ее применение в армии в основном для корректировки прострелов.

На бумаге обозначается и произносится так:

  • 1-тысячная=0 – 01 (ноль, ноль один);
  • 5-тысячных=0 – 05 (как ноль, ноль пять);
  • 10-тысячных=0 – 10 (ноль, десять);
  • 150-тысячных=1 – 50 (один, пятьдесят);
  • 1500-тысячных=15 – 00 (пятнадцать, ноль ноль).

Использовать данную величину для измерения расстояния до объекта возможно, если вы знаете один из параметров намеченного ориентира: ширину или высоту. Для вычисления применяется формула.

  • Д = (Bx1000) / Y , где;
  • Д – дальность до объекта;
  • B – ширина или высота объекта в метрах;
  • Y – угловая величина в тысячных.

Разобрались? Более-менее. С формулой вопросов нет, а как найти угловую величину? Вот тут-то нам на помощь и приходит старая добрая школьная линейка. Объясняем:

  1. берем ее и вытягиваем руку с ней вперед на 50 см, держа линейку строго в вертикальном положении;
  2. считаем количество миллиметров, которое визуально составляет ширина или высота удаленного ориентира;
  3. результат умножаем на 2, т. к. если все условия соблюдены правильно, 1 мм равен 2-тысячным (0 — 02) и полученное значение подставляем в формулу.

Рассмотрим на примере. Высота 10-этажного дома равна 30 метров. На линейке эта величина составляет 20 мм или 40-тысячных. Подставляем в формулу и вот что получаем.

  • Д=(30*1000)/40=750.
  • Ответ: 750 метров — расстояние до 10-этажного дома.

А что если объект невысокий, но мы все равно его видим? Тогда используем другую формулу.

  • Д = (Ш / количество миллиметров на линейке) x 5.
  • Д= та же дальность до объекта.
  • Ш=высота или ширина в сантиметрах.

Пример

Вдалеке нам виден человек ростом 165 см. На линейке его рост составляет 3 мм. И тогда, то сколько нам до него идти, рассчитываем по формуле.

Д=(165/3)*5=275 м —м вот такое расстояние между вами и человеком.

Если под рукой нет линейки, можно использовать другие прямые предметы, длину которых вы хорошо знаете. Например, карандаш или коробок со спичками. Измеряется расстояние с помощью подручных предметов тем же вышеописанным способом и с применением тех же данных и методов. Конечно, результат измерений не будет таким же точным, но погрешность будет минимальна.

Ведь даже примерное знание расстояния, которое вам необходимо преодолеть, может выручить вас внештатной ситуации. Вы уже сможете определить, сколько времени вам понадобится для того, чтобы добраться до какого-либо укрытия, если наступает ночь или портится погода. Хватит ли ув вас с собой припасов до того момента, когда в заветной близости окажется населенный пункт.

Вот таким нехитрым способом можно научиться откладывать расстояние на местности. Этот навык может выручить в том случае, если вы сбились с пути, блуждая по лесам. В армии этот способ широко применяется на практике во время марш-бросков, а также во время стрельбищ, если орудие не оснащено дальним прицелом.

Изначально этот метод и был разработан для использования в полевых условиях, но со временем успешно перекочевал в область туризма. Поэтому, если вы решили отправиться в поход, помимо основных инструментов для определения положения на местности и расстояний, которые необходимо преодолеть, иметь в запасе столь полезное знание никогда не будет лишним. Линейка много места в походном снаряжении не займет.

В пути можно попрактиковаться, сверяя полученный результат с обозначениями на картах. Немного опыта использования такой методики в реальности — и вот вы уже почти матерый профессионал в ориентировании на местности. По крайней мере, неопытные туристы точно будут заглядывать вам в рот, когда вы примените этот способ при них.

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector