Геофон. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Для регистрации упругих волн на больших расстояниях используются низкочастотные инфразвуковые и звуковые геофоны - сейсмографы, сейсмоприёмники, сейсмометры, геофоны являются приёмниками колебат. смещения, колебат. скорости или ускорения в волне относительно "неподвижной" земли. Для создания эффекта "неподвижной" земли в геофонах используется инерция массивной части, подвешенной на пружинах к корпусу прибора: при колебаниях грунта корпус движется вместе с ним, а подвешенная на пружинах масса стремится сохранить своё положение. Движение корпуса относительно массы измеряют с помощью эл--механич. преобразователя. Для регистрации смещения применяют геофоны с эл--статич. преобразователем; при этом одна обкладка плоского конденсатора размещается на массе, вторая - на корпусе. Колебат. скорость регистрируют с помощью эл--динамич. геофона, в к-ром инерционной массой является специально подвешенная катушка, а пост. магн. поле создаётся магнитом, закреплённым на корпусе; для этой же цели служит электромагнитный геофон, в к-ром катушка связана с корпусом, а магнит служит инерционной массой (рис. 1). Для измерения ускорений применяют пъезоэлектрический преобразователь, в к-ром пьезоэлемент заменяет собой подвес (рис. 2), а его деформация под действием ускорения массивной части регистрируется благодаря пьезоэффекту. Обработка принятого сигнала на ЭВМ позволяет измерить три величины посредством геофонов одного типа.

Рис. 1. Приёмник колебательной скорости: 1 - инерционная масса магнита; 2 - подвижная катушка; 3 - упругие пластины; стрелками помечено направление смещения.

Рис. 2. Пьезоприёмник ускорения: 1 - инертная масса; 2 - пьезоэлемент; 3 - упругая прокладка; 4 - корпус.

Если известны источник волны и направление её распространения, измерение трёх компонент вектора смещения - вертикальной и двух взаимно перпендикулярных горизонтальных - позволяет определить поляризацию и характер колебаний. Для этой цели служат трёхкомпонентные геофоны, к-рые по существу являются комбинацией трёх систем, выдающих три электрич. сигнала, пропорциональных соответствующим составляющим колебаний. Для определения направления прихода волн применяют систему геофонов, соединённых в групповую электроакустич. антенну (см. Направленность акустических излучателей и приёмников).

Литература по геофонам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.