Radar (Bay Zoltán)

Radar (Bay Zoltán)

1946-ban a berendezés segítségével sikerült észlelni a Holdról visszavert radarjeleket.

Történelem

Címkék

radar, Bay Zoltán, radarjel, antenna, rádiófrekvencia, frekvencia, radarállomás, radarvisszhang, hullám, jel, mérőeszköz, visszaverődés, távolság meghatározása, vevő, adó, Hold, Föld, fénysebesség, mechanika, kísérlet, fizikai

Kapcsolódó extrák

Kérdések

  • Mekkora sebességgel haladtak a kiadott jelek?
  • Mennyi ideig tartott a radarjel útja a Holdig?
  • Hol hunyt el Bay Zoltán?
  • Milyen időközönként adták le a jeleket a híres kísérlet során?
  • Hol született Bay Zoltán?
  • Mennyi jelet adtak le a kísérlet 50 perce alatt?
  • Melyik NEM igaz Bay Zoltánra?
  • Mekkorának mérték Bay Zoltánék a Föld–Hold-távolságot?
  • Mennyi idő múlva ért vissza a Holdra fellőtt radarjel?
  • Hol történt Bay Zoltán híres kísérlete?
  • Mikor történt Bay Zoltán híres kísérlete?
  • A sikeres kísérlettel Bay gyakorlatilag megteremtett egy új tudományágat is. Melyiket?
  • Melyik NEM igaz a kísérlet során használt radarállomásra?
  • Melyik vállalat kutatólaboratóriumában történt a híres kísérlet?
  • Honnan szerette volna megtapogatni a Holdat a gyerek Bay a legenda szerint?
  • Melyik berendezés szolgált a jelek tárolására?
  • Melyik században született Bay Zoltán?
  • Melyik században alkotott Bay Zoltán?
  • Melyik égitest Földtől való távolságát mérte meg a Bay által vezetett kutatócsoport?
  • Igaz-e az állítás?\n Bay Zoltán gáz- és fénycsövekkel is foglalkozott.
  • Ki NEM volt Bay Zoltán kortársa?
  • Ki volt Bay Zoltán kortársa?

Jelenetek

Kísérleti radarállomás

Radarállomás

Az antenna egy 6 × 8 m-es vaskeret volt, melyet masszív forgó állványon helyeztek el úgy, hogy magassági szögét is tudták változtatni.
A kereten 36 dipólantenna foglalt helyet. A radart a kutatólaboratórium tetején, a műszereket pedig a labor 2. emeletén, a radar alatti két szobában helyezték el.

Radarantenna

  • vaskeret (6 x 8 m)
  • forgóállvány
  • változtatható magassági szög
  • 36 db dipólantenna

Mérőeszközök

  • elektromosan árnyékolt ketrec
  • vevőegység
  • adóegység
  • áramforrás
  • coulométer
  • kapcsoló

Mérőeszközök

Az adó által kibocsátott, majd a vevő által befogott jel érzékelése azért volt nagy kihívás, mert a Holdról visszaérkező jel nagyon gyenge, ezért elnyomják azt a külvilág elektromos zajforrásai.
Ezt a problémát a kutatócsoport rendkívül ötletes módon oldotta meg. Egy mérési ciklus 3 másodpercig tartott. Kibocsátották a Hold felé a radarjelet, majd a jel kibocsátása után a beérkező jeleket kb. 0,3 másodpercenként eltárolták 10 külön időpillanatban, majd a folyamatot ismételték, és a megfelelő fázisban érkező újabb jeleket összegezték.
Mivel a folyton változó véletlen zaj összege lassabban növekszik, mint a mindig állandó hasznos jel összege, ezért megfelelő számú mérés összegzésével elkülöníthető a Holdról visszavert hasznos jel a háttérzajtól. (Ezt a módszert napjainkban is alkalmazzák.)

Az egész folyamatot egy állandó sebességgel forgó kapcsoló szinkronizálta: elindította a radarjel kibocsátását, majd az antennáról visszaérkező jeleket egymás után 10 különböző coulométerbe irányította 0,3 másodpercnyi eltéréssel. Egy ciklus 3 másodpercig tartott, és 50 percen keresztül forgott a kapcsoló, ez 1000 mérést jelentett. A coulométer végezte az azonos fázisban visszaérkező jelek összegzését a következő módon. Az antennából beérkező, majd felerősített elektromos jel áramával vizet bontottak, a keletkező hidrogént egy vékony csőbe vezették, ami a beérkező impulzusoknak megfelelően egyre feljebb nyomta az ott lévő folyadék szintjét, így a folyadékszint mutatta az összegzett jel értékét.

Végül csak azt kellett megnézni, hogy melyik csőben emelkedett legmagasabbra a folyadékszint, a neki megfelelő időpillanatban érkezett meg a visszavert radarhullám.

Radarjel visszaverődése a Holdról

  • 2,5 s

Távolságmérés

A berendezés 1945 decemberének végére összeállt. A kísérletek főleg éjszaka folytak, mert éjjel kevesebb elektromos zaj zavarta a berendezés működését. 1946. február 6-án jutottak el odáig, hogy a jelösszegzés a jelet a zavarnívó fölé emelte.

Távolságmérés radarhullám segítségével

  • 375 000 km

Animáció

Narráció

A kiváló magyar fizikus, Bay Zoltán a 19. század utolsó évében született. 1936-tól Budapesten, a Tungsram Egyesült Izzó Laboratóriumban és a Műszaki Egyetemen folytatta kutatómunkáját. Főként gáz-, fény- és elektroncsövekkel foglalkozott, de emellett a rádiótechnikával is kísérletezett.

Legismertebb eredményét is ez utóbbi területen érte el. Ő vezette azt a kutatócsoportot, mely rádióhullámok segítségével szerette volna megmérni a Föld–Hold-távolságot.
Az 1945-ben kezdődő kísérletek a következő évben hozták meg a várva várt áttörést.

Február 6-án hivatalosan is bejelentették, hogy sikerült radarjelet küldeni a Holdra, és a visszavert jelet is érzékelték.
Bay jelismétlési és jelösszegzési képletének gyakorlati megvalósítása volt a siker záloga. A távolságmérés technikája is gyökeresen megváltozott, a magyar fizikus e kísérletével megteremtett egy új tudományágat is, a radarcsillagászatot.

Az épületben elhelyezett impulzusgenerátor által gerjesztett mikrohullámú jelet az adócső továbbította a lapos tetőn levő radarantennának.
A Holdról visszaverődő jeleket a radar a vevőberendezésnek továbbította. A Bay munkatársai által kifejlesztett coulométer segítségével eltárolták a jeleket, így lehetővé vált azok összegzése.

50 perc alatt 1000 jelet lőttek fel, vagyis 3 másodpercenként egyet. Méréseik alapján a jelek 2,5 másodperc alatt értek vissza. Így a Hold–Föld-távolságot 375 ezer kilométernek számolták a kutatók.

A sikeres kísérlettel Bay gyermekkori kérdése is választ nyert. „A Holdat ott láttam elsétálni a torony mögött s azt kérdeztem a felnőttektől: Ha felmásznék a toronyra meg tudnám-é tapogatni a Holdat?

Kapcsolódó extrák

Hogyan működik a szonár?

A kibocsátott hangimpulzusok visszaverődéseinek segítségével alkot képet.

A Föld és a Hold kialakulása

Az animáció a Föld és a Hold kialakulását mutatja be.

A Hold

A Hold a Föld kísérője, egyetlen mellékbolygója.

A Hold fényváltozásai

A Föld körüli keringés során a Hold megvilágított féltekéjének a Föld adott pontjáról látható része változik.

A Holdra szállás: 1969. július 20.

Az Apollo–11 legénységének egyik tagja, Neil Armstrong volt az első ember, aki a Hold felszínére lépett.

Doppler-hatás

Ismert tapasztalat, hogy a közeledő hangforrás hangja magasabb, mint a távolodóé.

Hanghullámok jellemző paraméterei

Animációnk a hullámok legfontosabb paramétereit magyarázza el, hanghullámok segítségével.

Hogyan működik a hangszóró?

A hangszóró az elektromágneses indukció segítségével kelt levegőrezgéseket.

Hullámok típusai

A hullámok az életünk számtalan területén játszanak nagyon fontos szerepet.

Magnetron

A mikrohullámú sütő egyik fontos alkotóeleme a magnetron, amely a mikrohullámokat állítja elő.

Optikai távcsövek

A csillagászatban alkalmazott fontosabb lencsés és tükrös távcsöveket mutatja be az animáció

Történelmi topográfia (nevezetes személyiségek – magyar történelem)

A feladat segítségével a magyar történelem fontos személyeit egy (vagy több) helyszínhez köthetjük.

Az Apollo–15 küldetés (a holdjáró)

Az animáció az amerikai Apollo–15 küldetése során használt kétszemélyes holdjárót mutatja be.

Holdfogyatkozás

Holdfogyatkozáskor a Hold a Föld árnyékkúpjába kerül.

Kosárba helyezve!