מד מהירות לייזר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
Gnome-edit-clear.svg
ערך זה זקוק לעריכה: ייתכן שהערך סובל מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.

מד מהירות לייזר הוא מכשיר שמודד מהירות של עצמים במרחב ברמת דיוק גבוהה. השימוש הנפוץ בטכנולוגיה הזאת הוא על ידי אקדח ממל״ז שמשמש כמכמונת מהירות משטרתית. בניגוד למד המהירות הרגיל שמתבסס על אפקט דופלר, מד מהירות לייזר מתבסס על עיקרון פשוט יותר של מדידת זמן החזרת קרן ה לייזר הנשלחת. המכשיר שולח פולסים קצרים של לייזר לכוון העצם שאת מהירותו הוא מודד וסופר את הזמן שלוקח לפולס לחזור אל המכשיר. השיטה מתבססת על ההנחה שמהירות האור באוויר קבועה ולכן השינוי בזמן שלוקח לקרן לחזור למכשיר בין שתי מדידות נובע כולו מתנועתו של העצם הנמדד. ניתן לחשב את המרחק לעצם הנמדד בעזרת הנוסחה:


כאשר:
הוא מהירות הקרן (כלומר מהירות האור)

הוא המרחק בין המד לעצם הנמדד

הוא הזמן שלוקח לקרן להגיע מהמד עד לעצם

נציב בנוסחה את מהירות האור ואת הזמן אותו מדדנו:

- מהירות האור
הזמן שלקח לפולס (יש לזכור שיש לחלק את הזמן הנמדד ב-2, כיוון שהזמן שנמדד הוא הזמן שבה הקרן נעה הלוך ושוב).

כדי לחשב את המהירות בדרך זו, שולחים מספר רב של פולסים בזמן קצר, וכך ניתן למדוד כיצד המרחק בין העצם למכשיר המדידה משתנה כתלות בזמן ולחשב את המהירות. מכיוון שהמהירות אינה אלא נגזרת של המיקום לפי הזמן נשתמש בנוסחה הבאה כדי לחשב את המהירות:
כאשר

הוא המהירות של העצם

הוא מיקומו של גוף

הוא השינוי במיקום הגוף

הוא השינוי בזמן המדידה

היתרון במד לייזר לעומת מכשירים אחרים הוא גודל הכתם (שטח הפגיעה) של הלייזר בעצם הנמדד. קרן לייזר היא צרה יותר לעומת גל אלקטרומגנטי שרוחב הפס שלו גדול יותר ועל כן שטח הפגיעה שלה קטן יותר. כאשר יש מספר עצמים במרחב אותו אנחנו רוצים למדוד לגודל הקרן חשיבות מכרעת בדיוק המדידה. בשימוש במד מהירות לייזר בטווח של כ-300 מטר קוטר הכתם שנוצר הוא כ-1 מטר. יתרון נוסף הוא זמן חישוב קצר יותר של המהירות, דבר שמאפשר לבחון שינוי מהירות לאורך זמן.