Fizyka 
 
Jak szukać skarbów
WGan
Współczesna technika pozwala na bezinwazyjne badanie ludzkiego ciała i analizę składu odległych gwiazd. Sonar pozwala wykryć nie tylko łódź podwodna, ale także pomaga rybakom przy szukaniu ryb, a radary pozwalają na dokładne przewidywanie pogody. Mimo to, wciąż są obszary w których nawet najbardziej czułe czujniki sobie nie radzą.

Jednym z ostatnich gorących tematów jest poszukiwanie złotego pociągu, który podobno jest ukryty w okolicach Wałbrzycha. Pociąg, jest dość spory, ukryty w tunelu i wydawałoby się, że nie ma nic prostszego niż znalezienie w ziemi większej pustej przestrzenie lub sporej ilości żelaza. Tymczasem nie jest to takie proste.

W przypadku powietrza czy wody, mamy do czynienia z dobrą przenikalnością. Powietrze nie stanowi bariery dla fal elektromagnetycznych i możemy je wysyłać na spore odległości a następnie badać ich odbicia. W przypadku wody, sprawa nie jest już tak prosta, bo fale elektromagnetyczne nie wnikają na głębokość większą niż kilka długości fali, ale i tu da się zaradzić – bo woda doskonale przenosi fale mechaniczne – na przykład dźwięk, zachowując się jak izotropowy ośrodek ciągły.

Zastosowanie tej samej techniki do „prześwietlania” gleby niestety nie przynosi dobrych rezultatów. Mieszanina cząsteczek mineralnych i organicznych doskonale pochłania zarówno falę elektromagnetyczną jak i akustyczną a na dodatek, że względu na bardzo nieregularną strukturę, i nierównomierną gęstość, rozprasza falę we wszystkich kierunkach zachowując się jak ogromne zbiorowisko zaburzeń.

To z tego powodu obrazy georadarowe, nawet bo obróbce komputerowej są bardzo zamazane i określenie co na nich widać wymaga wprawy i jest swego rodzaju wróżeniem z fusów. Nie znaczy to, że takie obrazowanie jest zupełnie bezużyteczne, ale musimy zdawać sobie sprawę z tego, że zajrzenie w głąb ziemi na odległość kilku metrów jest niezwykle trudne.

 
- obraz z georadaru

Jednak badanie gęstości gleby nie jest jedynym sposobem na poszukiwanie skarbów. Na pewno większość czytelników słyszała o wykrywaczach metalu lub nawet widziała któryś w działaniu. Wystarczy wybrać się wczesnym wieczorem na plażę, by zobaczyć „poszukiwaczy skarbów” z wykrywaczami, polującymi na zgubione przez plażowiczów monety i drobną biżuterię.

 
– wykrywacz metalu

Jak działa taki wykrywacz? Głównym elementem tego urządzania jest cewka – kilkanaście zwojów drutu nawiniętych na ramce o średnicy kilkudziesięciu centymetrów. Indukcyjność cewki zależy od przenikalności magnetycznej otoczenia, jeśli więc w jej pobliżu znajdzie się przedmiot o innej przenikalności magnetycznej – indukcyjność się zmieni. Nie są to zmiany duże, jeśli jednak cewka ta jest elementem obwodu rezonansowego generatora, którego częstotliwość zależy od indukcyjności cewki – możemy je wykryć mierząc częstotliwość.

 

Budowa generatora LC jest bardzo prosta. Wystarczy nam pojedynczy tranzystor i kilka elementów biernych, by zbudować całkiem dobry generator który będzie pracował z częstotliwością rzędu 100-250kHz.

 

Zamiast miernika częstotliwości, możemy porównać częstotliwość generatora z częstotliwością generatora wzorcowego. Jeśli zmieszamy częstotliwości które się niewiele różnią – otrzymamy „dudnienia” – w sygnale pojawi się częstotliwość równa różnicy częstotliwości. Wystarczy ją wzmocnić i odtworzyć poprzez słuchawki.

 

Wykrywacze tego typu mają ograniczony zasięg. Ich czułość rośnie z trzecią potęgą odległości, dlatego pozwalają na „zajrzenie” na głębokość najwyżej 30-40cm. Wystarcza to jednak do poszukiwania nie tylko drobnych monet, czy zgubionych w trawie kluczy, lecz także na poszukiwanie metalowych elementów broni czy mundurów z okresu II Wojny światowej.

I o ile budowa georadaru przekracza możliwości przeciętnego majsterkowicza, o tyle indukcyjny wykrywacz metalu można bez problemu przygotować samodzielnie i będzie to na pewno doskonała zabawka.

 
Opinie
 
Facebook
 
  
45343 wyświetlenia

numer 9/2016
2016-09-01

Od redakcji
Dydaktyka
Felieton
Literatura
Matematyka
Psychologia
Rozmaitości
Sztuka życia
Wakacje
Zrób to sam

nowyOlimp.net na Twitterze

nowy Olimp - internetowe czasopismo naukowe dla młodzieży.
Kolegium redakcyjne: gaja@nowyolimp.net; hefajstos@nowyolimp.net