يعتبر جهاز قياس المسافات أداة مهمة تُستخدم في تحليل المعلومات المتعلقة بالملاحة الإذاعية، حيث يقوم بقياس المسافات من خلال حساب الوقت الذي يستغرقه إرسال الموجات الراديوية.
تم اختراع جهاز قياس المسافات على يد المخترع الأسترالي جورج، الذي كان يقود قسم الفيزياء في منظمة متخصصة في الأبحاث العلمية. في هذا المقال، سوف نستكشف خصائص جهاز قياس المسافات بشكل أعمق.
جهاز قياس المسافات
- بهدف الحصول على فهم أكبر لجهاز قياس المسافات، يجب أن نعرف أنه تم استخدامه على موجة بقوة 150 هرتز في الأربعينيات، وكان يُعرف في البداية باسم د م دي، ثم تم تغيير اسمه لاحقاً في الإيكاو.
- تُعتبر أجهزة قياس المسافات مشابهة للرادار، لكنها تتميز بخصائص فريدة تجعلها أكثر تقدماً من أي نظام تم تطويره بعد نهاية الحرب العالمية الثانية.
للمزيد من المعلومات:
آلية التشغيل
- لتفهم كيفية عمل جهاز قياس المسافات، يجب معرفة طريقة التشغيل، حيث تُستخدم الطائرات لتحديد المسافة من الأرض وقاعدتها.
- ويقوم الجهاز بإرسال نبضات مزدوجة، مما يؤدي إلى تثبيت نبضات في الوقت المناسب، ويُعرف هذا الأمر بالتفريز.
- تعمل محطات الأرض على تنظيم النبضات بالتزامن مع الموجات، كما تمتلك محطة الإرسال الخاصة بالأرض قدرة تقدر بحوالي 2 كيلو وات.
قانون المسافة
- تعرف المسافة بأنها المسار الذي يسلكه جسم معين أثناء حركته من نقطة إلى أخرى.
- تُعد الوحدة الدولية المستخدمة في قياس المسافة هي المتر، حيث تُعتبر المسافة كمية قابلة للقياس تُحدد بقيمة كمية فقط دون أي اتجاه.
- تُعتبر المسافة من العناصر الأساسية في الرياضيات والفيزياء، وتنطوي على مجموع الإزاحات التي يخوضها الجسم أثناء حركته.
- المسافة هي كمية تقدر بقيمة مجردة ولا تتطلب اعتبار أي مقدار فيزيائي آخر.
- على سبيل المثال، عند تنقل جسم من نقطة إلى أخرى مُغيراً اتجاهه، تبقى المسافة التي قطعها ثابتة بغض النظر عن الاتجاه.
المسافة والإزاحة
- لتعزيز الفهم حول جهاز قياس المسافات، من الضروري التمييز بين الإزاحة والمسافة.
- بينما تُعرف الإزاحة بأنها الخط الواصل بين نقطتين (البداية والنهاية)، بغض النظر عن المسار المتخذ، فهي تُعتبر كمية تشير إلى قيمة واتجاه.
- قد تختلف قيمة الإزاحة عن المسافة، خاصة إذا كان الحركة غير خطية، ولكن كلاهما يتم قياسه بالمتر.
صلات المسافة بالوقت والسرعة
- من المهم أن ندرك أن السرعة هي المسافة التي يقطعها جسم في زمن محدد، مثل ستين دقيقة.
- يمكن تعريف المسافة بأنها حاصل ضرب السرعة في الزمن.
- وتوجد وحدات قياس للمسافة مثل الكيلومتر والمتر، التي تُعتبر وحدات أساسية في قياس المسافات.
- أما وحدات قياس السرعة فهي أيضاً متعددة، بما في ذلك الكيلومتر في الثانية، ويتم اشتقاقها من السرعة والزمن.
- تُعتبر وحدات قياس الزمن مثل الساعة وحدات أساسية لا تعتمد على شيء آخر.
طرق قياس المسافات
- في العصور القديمة، اعتمد الإنسان على خطواته لتقدير المسافات، مما أدى إلى تباين في التقديرات.
- تمكن من قياس السرعات الخاصة به وبالحيوانات، مما جعل هذه الطرق تنتشر بشكل واسع.
- مع تقدم الحضارة وبناء المباني القديمة، أصبحت الحاجة إلى نظام موحد للقياس أمرًا ضروريًا.
- قام العلماء بتطوير طرق لقياس المسافات، مثل العد على الأصابع واستخدام الأرقام العشرية.
- تجاوزت الأمم القديمة استخدام الوحدات التقليدية في قياس المسافة، وبدأ التجار والشخصيات العسكرية في استغلال هذه الوحدات في سفراتهم.
جهاز قياس المسافة بالليزر
يعمل جهاز قياس المسافات بالليزر على تقدير وحساب المسافة بين نقطتين، ويُعتبر من أفضل الأدوات المستخدمة في القياس.
تشمل ميزاته المعروفة:
- يمكن لجهاز الفاويز قياس المساحة أو الزاوية ويستخدم في القياسات اليومية والمهنية.
- يتميز بالدقة العالية وجودة القياسات.
- يحتوي على تصميم صغير الحجم وخفيف الوزن، مما يجعل من السهل حمله في الجيب.
- مصنوع من مواد الألمنيوم ويأتي ببطارية قوية تدوم لفترة طويلة.
- يُعتبر استعماله سهل للغاية وبسيط التحكم.
- نال جهاز الفاويز جوائز تصميم مميزة.
مواصفات جهاز الفاويز
- يتكون جهاز الفاويز من سبائك الألمنيوم عالية الجودة.
- يمكنه قياس المسافة من 0.02 إلى 30 متر.
- الليزر المستخدم في الجهاز يكون طوله أقل من 2 ميجا واط، بأبعاد 630 و680 نانومتر.
- تستخدم فيه بطارية ليثيوم بحجم 300 مللي أمبير تعادل تقريبًا 3200 قياس.
- يكون معدل الشحن 0.3 أمبير، ودقة القياس تقارب 3 ملليمتر.
- يزن الجهاز حوالي 0.03 كيلوجرام، بينما يزن العبوة حوالي 0.06 كيلوجرام.
القياس الإلكتروني للمسافات
- في القرن الواحد والعشرين، بدأ استخدام الأجهزة الإلكترونية في قياس المسافات باستخدام الضوء والأشعة تحت الحمراء.
- تُستخدم هذه الأجهزة لتقدير المسافات الطويلة، والتغلب على العقبات أثناء قياس المسافات بين أجزاء متباينة، مثل ضفتي نهر.
- تعمل هذه الأجهزة بشكل مستقل، مما يمكنها من قياس وتقدير المسافات والزوايا.
- يعتمد قياس المسافات على المعادلات الرياضية التي تشمل المسافة والزمن والسرعة.
- خلال قياس السرعات المرتبطة بالسرعات الكهرومغناطيسية بين نقطتين، يمكن تقدير المسافة باستخدام معادلات دقيقة.
- تستند هذه النظرية إلى انبعاث موجة من الجهاز المثبت في طرف خيط، بينما يوضع في الطرف الآخر منشور زجاجي مغطى بمادة فلووريسنت.
- تعزز الفلوريسنت قوة انعكاس الأشعة، حيث يساعد المنشور المركب علينا أن نرى من مسافات بعيدة.
- قادر الجهاز على اتخاذ آليات الانعكاس بشكل مسار موازٍ.