Ev yapımı sismograf. Ev yapımı sismograf Ev yapımı sismograf

Sismograf titreşimleri kaydetmeye yarayan bir cihazdır yer kabuğu. Titreşimler, örneğin ağır yüklü trenlerin hareketi veya kazık çakan makinelerin çalışması nedeniyle çok uzakta olsalar bile gerçek depremlere, patlamalara ve diğer sarsıntılara neden olur. Bu tür titreşimlerin "dalgalarının" yayılma hızı farklıdır - 3,5 ila 7 km/s arasında...

Ve şimdi - cihazın kendisi hakkında. Bunu yapmanın sizin için de ilginç olacağından eminiz. Üstelik mesele o kadar da karmaşık değil.

Herhangi bir sismografın temeli devasa bir sarkaçtır. Tabana nasıl astığımız, yatay veya dikey titreşimleri kaydedip kaydetmediğimizi belirler. Gerçek şu ki, dünyanın yüzeyi (ve onunla birlikte üzerinde duran her şey) hareket ettiğinde, sarkaç atalet nedeniyle hareketsiz kalır. Bu sayede etraftaki nesnelerin ne kadarının hareketsiz kütlesine göre “yürüdüğünü” ölçmek mümkün oluyor.

Çizimler dikkatlice incelenirse sismografın tasarımı herhangi bir soru ortaya çıkarmayacaktır. Cihazın iki versiyonunu gösterirler: A - dünyanın yatay yer değiştirmelerini kaydetmek için, B - dikey. Deneyimlerimize dayanarak, önemsiz şeylerle zaman kaybetmemenin daha iyi olduğunu söyleyelim. genel boyutlar tabanlar ve çerçeveler. Ahşap veya metalden yapılan bu parçaların sert ve masif olması gerekir. Kayıt cihazları, üzerine yazı elemanlarının düz bir çizgi çizdiği kağıt içeren bir saat mekanizması tarafından yavaşça döndürülen tamburlardır. Dünyanın titreşimleri tabanın kaymasına neden olur ve sarkaç, kaldıraçlar aracılığıyla tüylerin hareket etmesine neden olur. Sonuç, yüksekliği ve eğimi titreşimlerin doğasını yargılamak için kullanılabilen zikzak çizgiler biçiminde bir kayıttır.

Sismografın hassasiyeti, kaldıraç mekanizmasının dişli oranıyla ayarlanır (Şekil A'da bu, b'nin a'ya oranıdır). Ne kadar büyük olursa hassasiyet de o kadar yüksek olur. Ancak denemek daha iyidir. Aksi takdirde dairenin etrafındaki hareketler bile kalemin titremesinden etkilenecektir. "Yazmak" için, plastik aydınger kağıdına yazabilen veya tamburun yüzeyini mum aleviyle tütsüleyen ve kalemi iğne şeklinde kurutabilen keçeli kalem kullanmak daha iyidir. B cihazında, kayıt cihazı sürücüsüne ikinci bir kol yerleştirilir ve kalem, kendi ağırlığı nedeniyle tambura doğru bastırılır. Aksi takdirde tamburun dikey olarak yerleştirilmesi ve kurnazca bir kaldıraç sisteminin icat edilmesi gerekecekti.

Bir sismografın en karmaşık bileşeni saat mekanizmasıdır. Bunu kendin yapamazsın. Ancak “Saatçi” setini veya eski bir çalar saati kullanabilirsiniz.

Tambur doğrudan saat yönünde döndüğünde, üzerindeki kağıdın günde iki kez değiştirilmesi gerekecektir. İkinci bir kalem kelepçesi sağlanırsa (sismograf A'da gösterilmiştir), servis ömrü iki katına çıkacaktır. Yazma öğesini 12 saat sonra yeni bir "parçaya" taşımak yeterlidir. Ancak çocukların kurmalı oyuncaklarından birkaç uygun ekipmanı tamir etmek ve almak daha iyidir. Küçük olanı saat yönü eksenine, büyük olanı ise ekseni saatin plastik "camına" yerleştirin. Daha sonra tamburun tam dönüş süresi birçok kez artacaktır. Ve elbette, kağıdın veya tamburun kendisinin değiştirilmesinin erişilebilirliğini ve kolaylığını sağlamak gerekir.

Çok sayıda sismik istasyon var (bunlara Yunanca kelime"Deprem" anlamına gelen sismos, dünyanın her yerine dağılmış durumda. Bilim adamlarının sismograflardan elde edilen verileri analiz etmeye başlaması yalnızca birkaç dakika sürüyor. Daha sonra verileri diğer ülkelerdeki meslektaşlarının elde ettiği verilerle karşılaştırırlar.
Sismografların çalışması tek bir prensibe dayanmaktadır. Hafif çerçeve yere temas eder ve ona yaylı bir ağırlık bağlanır. Yük daha eylemsizdir, yani harekete geçirilmesi hafif bir nesneye göre daha zordur. Zemin sallandığında çerçeve de titrer ancak yerçekimi nedeniyle yük yerinde kalır. Nispeten sabit bir yükün hareketi bir kayıt cihazı tarafından kaydedilir - bir kağıt rulosu üzerine dalgalı bir çizgi çizer. Bir sismografta yer sarsıntılarını kaydetmek için kullanılan atalet ilkesidir.

Dünyanın titreşimlerini yakalamak
Çinliler MS 132'de bir tür sismograf olan sismoskopu icat etti. e. Bir yerde sarsıntı meydana geldiğinde, ejderhalardan birinin ağzından bir top uçup doğrudan kurbağanın ağzına düşüyordu; bu sadece gerçeğin kendisini değil aynı zamanda titreşimlerin yönünü de gösteriyordu. Bu cihaz 500 km'ye kadar mesafedeki "yer sarsıntılarını" tespit etti.

Sismograf inşa etmek

İhtiyacınız olacak:

Karton; biz; kurdele; hamuru; kalem; keçeli kalem; sicim veya güçlü iplik; bir parça ince karton.

Sismografınızın çerçevesi karton. Oldukça sert bir malzemeden yapılması gerekiyor. Açık tarafı olacak ön kısım cihazınız.

İçinde bir delik aç üst kapak geleceğin sismografı. "Çerçeve" için yeterli sertlik yoksa, fotoğrafta gösterildiği gibi kutunun köşelerini ve kenarlarını bantla kaplayın ve güçlendirin.

Bir top hamuru yuvarlayın ve içine bir kalemle bir delik açın. Keçeli kalemi, ucu hamuru topunun karşı tarafından hafifçe çıkacak şekilde deliğe itin.

Bu, sismografınızın üzerindeki yer titreşimlerinin çizgilerini çizmek için tasarlanmış işaretçidir.

İpliğin ucunu kutunun üst kısmındaki delikten geçirin. Kutuyu alt tarafa yerleştirin ve keçeli kalem serbestçe sarkacak şekilde ipliği sıkın.

İpliğin üst ucunu bir kaleme bağlayın ve ipliğin gevşekliğini giderene kadar kalemi kendi ekseni etrafında döndürün. İşaretleyici istenen yüksekliğe asıldığında (yani kutunun sadece altına dokunduğunda), kalemi bantla yerine sabitleyin.

İşaretleyicinin ucunun altına bir parça kartonu kutunun altına kaydırın. Keçeli kalemin ucu kartona kolayca temas edecek ve çizgiler bırakabilecek şekilde her şeyi ayarlayın.

Sismografınız kullanıma hazır. Gerçek ekipmanla aynı çalışma prensibini kullanır. Ağırlıklı bir süspansiyon veya sarkaç, sallanmaya karşı bir çerçeveye göre daha eylemsiz olacaktır.

Cihazı çalışırken test etmek için depremi beklemeye gerek yok. Sadece çerçeveyi sallayın. Kolye yerinde kalacak, ancak kartonun üzerinde tıpkı gerçek gibi çizgiler çizmeye başlayacak.

Dünyanın iç kısmının keşfinin genel şeması

açık: yaklaşık olarak bir voltun on binde birine eşittir.

Topraktaki mekanik titreşimler sismograf tarafından elektriksel titreşimlere bu şekilde dönüştürülür. Sismograftan kablolar aracılığıyla bir araca monte edilen merkezi kayıt alanı laboratuvarına iletilir.

Yansıyan dalgalarla keşif için genellikle incelenen profil boyunca birbirinden 10-50 metre mesafeye yerleştirilen 5-10 sismograf kullanılır.

Saha laboratuvarında tüm sismograflardan iletilen elektriksel titreşimler radyo amplifikatörlerinden geçirilmektedir. Bu titreşimler 10-20 bin kat güçlendirildikten sonra özel aynalı galvanometreler kullanılarak ışığa duyarlı fotoğraf bandına kayıt ediliyor. Bu galvanometrelerde, bir mıknatısın kutupları arasında asılı duran tellerden oluşan bir bobinin üzerine küçük bir ayna monte edilir. Küçük (spot) bir lambadan yayılan bir ışık ışını aynaya düşer ve ondan bir ışık noktası şeklinde fotoğraf şeridine yansıtılır. Patlama olmamasına rağmen ayna hareketsizdir ve noktalı "tavşan", hareketli fotoğraf şeridi üzerinde düz bir çizgi çizer. Ancak patlamanın bir sonucu olarak, elektrik akımı ve böylece bir manyetik alan yaratılır, salınmaya başlar ve onunla birlikte ayna da salınır. Artık fotoğraf şeridinde düz bir çizgi yerine bir eğri çiziliyor.

Kayıt cihazı (osiloskop), 5-10 galvanometrenin tamamından gelen hafif "tavşanlar" (noktalar) fotoğraf bandının üzerine düşecek şekilde tasarlanmıştır. Atış anında galvanometrenin yanından saniyede 40-60 santimetre hızla geçer.

Patlamanın filme alınmasından sonra fotoğraf bandı geliştirilir ve böylece bir sismogram elde edilir. Üzerine aynı sayıda sismografın okumalarının kaydını temsil eden 5-10 eğri çizilir. Her eğri, belirli bir sismografın konumundaki yer titreşimlerini tam olarak karakterize eder.

Patlama anı sismogramda otomatik olarak işaretlenir; sadece bu sefer

yapay depremlerden yararlanılıyor.

Bu sayede telin şarjı kesiliyor ve içindeki akımın kesilmesi sağlanıyor. elektrik devresi sismogramdaki eğri keskin bir şekilde kayar.

Patlama anı ile yansıyan dalganın varış anı arasında geçen süre, fotokasetin yanına yerleştirilen ve saniyede yüz kez yanıp sönen bir argon tüpü kullanılarak sayılır. Bu flaşlar fotoğraf bandına zaman damgası adı verilen siyah şeritler şeklinde kaydedilir. Argon tüpünün yanıp sönme sıklığı, elektrik kontakları salınım sırasında açılan bir ayar çatalı tarafından düzenlenir.

Yansıyan dalgaları diğer "müdahale eden" titreşimlerden izole etmek için özel elektrik filtreleri kullanılır. Yeraltı katmanlarından yansıyan dalgalar bazı özelliklerinden dolayı tanımlanabilir: tüm sismograflara aşağıdan ve neredeyse aynı anda ulaşırlar ve gözlemlere müdahale eden yabancı titreşimler dünya yüzeyi boyunca yayılır ve alıcı cihazlara farklı zamanlarda yaklaşır. Yansıyan dalgaların neden olduğu salınımlar tüm eğrilerde hemen hemen aynı anda başladığından, bu farkı sismogramlardan belirlemek kolaydır.

Henüz “bebeklik döneminden” yeni çıkan sismik araştırmaların maliyetini iyileştirecek ve azaltacak pek çok iyileştirme ve yeni icatlara hâlâ ihtiyaç var. Ancak şu anda yaklaşık iki düzine sismik keşif, vatanımızın çeşitli yerlerinde ısrarlı ve özenli çalışmalar yürütüyor ve yeni bir yöntemle yer altı zenginliklerini araştırıyor. Bu yöntemle maden aramaları 3- derinliğe kadar gerçekleştiriliyor. 4 kilometre.

Böylece, müthiş doğa olaylarını - depremleri - inceleyerek, bilim adamları ve mucitler yeni, çok yeni şeyler yaratmayı başardılar. ilginç yöntem maden arama.

Yapay depremleri kullanarak yapılan keşifler, diğer jeolojik araştırma türleriyle birlikte, aşağıdaki sorunlardan birinin çözümünde önemli bir rol oynayacaktır: en önemli sorunlar“İkinci Bakü”nün yaratılmasına yönelik üçüncü Stalinist beş yıllık plan.

Bu, insan aklının doğaya karşı kazandığı dikkate değer bir zaferdir.

Önemli derinliklerde bulunan formasyonları geleneksel yöntemlerle araştırırken çok sayıda derin kuyu açmak gerekir.

Yansıyan dalga yöntemini kullanarak yapılan keşif, sondaj çalışmalarını büyük ölçüde azaltır ve onları gelecek vaat eden alanlara yönlendirir. Bu yöntem, incelenen katmanların yapısını, eğim açılarını ve katmanların ve ssh'nin bulunduğu derinlikleri belirler. Ve bu tür veriler yargılamamıza izin verecek jeolojik yapı■keşfedilen alan. Örneğin, yansıyan dalgalar yöntemi, Abşeron Yarımadası'ndaki Shrsagat kıvrımı (bir petrol sahasının özel bir jeolojik yapısı) olarak adlandırılan çalışmada son derece ilginç sonuçlar üretti. Sahanın yapısını doğru bir şekilde incelemek için bu kıvrım üzerinde mavi keşif ve onlarca derin Surovy kuyusu gerçekleştirildi. Bu çalışma birkaç yıl boyunca yürütüldü; o istedi büyük miktar güçler ve kaynaklar olmasına rağmen yalan yeterince eksiksiz sonuçlar verdi”

"Bir yıl içerisinde gerçekleştirilen sismik araştırmalar sayesinde maden yataklarının yapısını oluşturmak, katmanlarını sınırlamak ve genellikle maden kaynaklarımızı gösteren rahatsızlıkların yerlerini doğru bir şekilde belirlemek mümkün oldu. Bu sonuçları kontrol etmek için yalnızca birkaç adım atılması gerekiyor. delinmiş olan büyük miktardaki petrol yerine zeminlerin sondajını gerektiriyordu.

Yansıyan dalgalarla keşif yöntemi, 1923'te mucit V. Vyutsky tarafından Sovyetler Birliği'nde önerildi. İlk başta, önde gelen fizikçiler bile bu önerinin açıkça fantastik olduğunu düşünüyorlardı: bu yöntemin teorisi henüz mevcut değildi. Sorun çözüldü, yeterli gelişmiş ekipman yoktu.

G. Neredeyse yeni yöntem Teknolojideki ilerlemelerin teknik açıdan gelişmiş sismik ekipmanların geliştirilmesine olanak sağlamasıyla birlikte, doğal kaynak arama çalışmaları 8-10 yıl önce uygulanmaya başlandı. Bu yöntemin özel bir gelişimi jgjwur'unkidir. son yıllar 1tanye yataklarının araştırılması sırasında. /Keşif için kullanılan ekipmanlar oldukça karmaşıktır. Olağanüstü doğruluk ve yüksek hassasiyet ile karakterizedir. Sonuçta böbreğin yalnızca bir, hatta yarım mikron kadar hareket ettiği titreşimleri gözlemlemeniz ve kaydetmeniz gerekir. -Mikron milimetrenin binde biridir. Bu salınımların alıcılarının (tomograflar) tasarımı üçte bir prensibine dayanmaktadır. kalıcı mıknatıs cihazın gövdesine sabit bir şekilde tutturulmuştur. Mıknatısın kutuplarının ve yayın yakınında çok sayıda dönüşe sahip bir bobin asılıdır bakır tel. Tel yalıtılmıştır ve bir demir çekirdeğe sarılmıştır.

Sismograf yere yerleştirilir. zeytin olmayan bir deliğe. Şu anda yürüyüş ona yaklaşıyor. aşağıdan yukarıya doğru yönlendirilen mıknatıs aynı zamanda cihazın gövdesi ile birlikte hareket eder; bir yay üzerinde asılı duran burç, bir sonraki anda atalet nedeniyle Yukos'ta kalır; dolayısıyla mıknatısın kutuplarına göre kayıyor gibi görünüyor. Daha sonra yay sayesinde bobin kazılmaya başlar. Böylece, toprağın zar zor algılanabilen hareketleri ile bobin, manyetik II'nin kutuplarına göre salınmaya başlar. Bu, bobini geçen manyetik hatların ve elektromotor hatların sayısını değiştirir. Bu son derece küçük gücün büyüklüğü uçlarında belirir.

Evde sismograf yapmak
ve mekanik titreşimlerin incelenmesine uygulanması
Çalışma, çeşitli kökenlerden gelen mekanik titreşimleri tespit etmek ve kaydetmek için evde bir sismograf oluşturma olasılığını araştırdı. Araştırma yöntemleri: bu konuyla ilgili bilgilerin çeşitli kaynaklarda aranması ve analizi; adını taşıyan Jeoloji Müzesi'ni ziyaret. Vernadsky Moskova'da ve bir sismografın çalışmasını inceliyor; tasarım; deneyler yapmak. İncelenen literatüre dayanarak, uygulaması en basit olan mekanik sismograf modeli seçildi ve montajının bir diyagramı geliştirildi. Montajı yapılan dikey mekanik sismograf test edildi. Yukarıdaki masanın titreşimlerini kaydetmek için kullanıldı çamaşır makinesi, asansörde zeminin titreşimleri, ip atlarken odadaki zemin ve titreşimler merdiven uçuşları lise binasında. Deney sırasında elde edilen sismogramlar, çeşitli kökenlerden gelen mekanik titreşimleri incelemek için kullanılabilir. Sonuç: Evde monte edilen bir sismograf ucuz ve kullanımı kolaydır. Uygulama kapsamı: sismograf mekanik titreşimleri kaydetmek için geçerlidir farklı nitelikte. Olası tüketiciler: öğretmenler ve öğrenciler. Sismograf, okulların fizik derslerinde kullanılmak üzere uygundur. araştırma çalışması, laboratuvar atölyesi ve 9. ve 10. sınıflarda “Mekanik titreşimler” konusunu çalışırken bir gösteri deneyi.

Dosyalar:

• Sunum: Evde sismograf oluşturma Erişim tarihi: 10 Ocak 2018 2:25 (6,8 MB)
• Çalışma metni: Evde sismograf oluşturmak Erişim tarihi: 10 Ocak 2018 2:25 (5,8 MB)

Sonuçlar uzman değerlendirmesi

Bölgeler arası aşama 2017/2018'in uzman haritası (Uzmanlar: 3)

Toplam puan: 12.3

Sismograf, yer kabuğunun titreşimlerini kaydeden bir cihazdır. Titreşimler, örneğin ağır yüklü trenlerin hareketi veya kazık çakan makinelerin çalışması nedeniyle çok uzakta olsalar bile gerçek depremlere, patlamalara ve diğer sarsıntılara neden olur. Bu tür titreşimlerin "dalgalarının" yayılma hızı farklıdır - 3,5 ila 7 km/s arasında...

Ve şimdi - cihazın kendisi hakkında. Bunu yapmanın sizin için de ilginç olacağından eminiz. Üstelik mesele o kadar da karmaşık değil.

Herhangi bir sismografın temeli devasa bir sarkaçtır. Tabana nasıl astığımız, yatay veya dikey titreşimleri kaydedip kaydetmediğimizi belirler. Gerçek şu ki, dünyanın yüzeyi (ve onunla birlikte üzerinde duran her şey) hareket ettiğinde, sarkaç atalet nedeniyle hareketsiz kalır. Bu sayede etraftaki nesnelerin ne kadarının hareketsiz kütlesine göre “yürüdüğünü” ölçmek mümkün oluyor.

Çizimler dikkatlice incelenirse sismografın tasarımı herhangi bir soru ortaya çıkarmayacaktır. Cihazın iki versiyonunu gösterirler: A - dünyanın yatay yer değiştirmelerini kaydetmek için, B - dikey. Deneyimlerimize dayanarak, tabanın ve çerçevenin genel boyutlarını gözden kaçırmamanın daha iyi olduğunu söyleyebiliriz. Ahşap veya metalden yapılan bu parçaların sert ve masif olması gerekir. Kayıt cihazları, üzerine yazı elemanlarının düz bir çizgi çizdiği kağıt içeren bir saat mekanizması tarafından yavaşça döndürülen tamburlardır. Dünyanın titreşimleri tabanın kaymasına neden olur ve sarkaç, kaldıraçlar aracılığıyla tüylerin hareket etmesine neden olur. Sonuç, yüksekliği ve eğimi titreşimlerin doğasını yargılamak için kullanılabilen zikzak çizgiler biçiminde bir kayıttır.

Sismografın hassasiyeti, kaldıraç mekanizmasının dişli oranıyla ayarlanır (Şekil A'da bu, b'nin a'ya oranıdır). Ne kadar büyük olursa hassasiyet de o kadar yüksek olur. Ancak denemek daha iyidir. Aksi takdirde dairenin etrafındaki hareketler bile kalemin titremesinden etkilenecektir. "Yazmak" için, plastik aydınger kağıdına yazabilen veya tamburun yüzeyini mum aleviyle tütsüleyen ve kalemi iğne şeklinde kurutabilen keçeli kalem kullanmak daha iyidir. B cihazında, kayıt cihazı sürücüsüne ikinci bir kol yerleştirilir ve kalem, kendi ağırlığı nedeniyle tambura doğru bastırılır. Aksi takdirde tamburun dikey olarak yerleştirilmesi ve kurnazca bir kaldıraç sisteminin icat edilmesi gerekecekti.

Bir sismografın en karmaşık bileşeni saat mekanizmasıdır. Bunu kendin yapamazsın. Ancak “Saatçi” setini veya eski bir çalar saati kullanabilirsiniz.

Tambur doğrudan saat yönünde döndüğünde, üzerindeki kağıdın günde iki kez değiştirilmesi gerekecektir. İkinci bir kalem kelepçesi sağlanırsa (sismograf A'da gösterilmiştir), servis ömrü iki katına çıkacaktır. Yazma öğesini 12 saat sonra yeni bir "parçaya" taşımak yeterlidir. Ancak çocukların kurmalı oyuncaklarından birkaç uygun ekipmanı tamir etmek ve almak daha iyidir. Küçük olanı saat yönü eksenine, büyük olanı ise ekseni saatin plastik "camına" yerleştirin. Daha sonra tamburun tam dönüş süresi birçok kez artacaktır. Ve elbette, kağıdın veya tamburun kendisinin değiştirilmesinin erişilebilirliğini ve kolaylığını sağlamak gerekir.