производство, как согнуть своими руками, видео

Содержание

• Что такое арочный профлист
• Области применения арочного гнутого профнастила
• Виды профнастила для арочных конструкций
• Технология производства арочного профнастила
• Как согнуть профнастил своими руками
• Монтаж гнутого профнастила
• Заключение

На сегодняшний день популярностью пользуются изделия, выполненные из профнастила. Как показывает практика, такая востребованность строительного материала обусловлена длительным эксплуатационным сроком, высокими техническими характеристиками. Широкое применение профнастила началось после того, как на производстве начали использовать для обработки готовой продукции антикоррозийные вещества, что способствовало существенному увеличению срока службы. Во время монтажных работ активно используют не только прямой, но и арочный гнутый профнастил.

Что такое арочный профлист

Арочный гнутый профнастил представляет собой профиль со стандартными гофрами трапециевидной формы, которые согнуты в дугу продольно. Важно понимать, что радиус дуги полностью зависит от предпочтений потенциального потребителя. Таким образом, изгиб может быть небольшим, едва заметным, а может иметь арку с радиусом изгиба в 300 мм. Арочный профнастил гнут на специальных станках, в результате чего несущая способность практически не изменяется, а если и подвергается изменениям, то заметить их невозможно.

Данный вид материала можно гнуть не только наружу, но и внутрь – выбор полностью зависит от будущего назначения строительного материала и требований заказчика. Для того чтобы предотвратить процесс появления коррозии, гнутый арочный профнастил предварительно обрабатывают специальными составами:

• цинк;
• PVDF;
• полиэстер;
• пластизол;
• пурал.

Самым бюджетным вариантом и в то же время недолговечным считается оцинкованный продольно гнутый профнастил. Данный вариант используют в тех случаях, когда планируется строительство временной конструкции, в результате чего срок службы особого значения не имеет.

Строительный материал, покрытый при помощи пурала либо PVDF, стоит в несколько раз дороже предыдущего варианта, срок службы такого арочного гнутого профнастила составляет порядка 50 лет. Для многих объектов используют профлист с нанесенным на него полиэстером. Как показывает практика, стоимость немного выше, чем у оцинкованного материала, но при этом эксплуатационный срок больше в несколько раз.

Важно учитывать тот факт, что арочный гнутый профнастил, покрытый полимером, может иметь порядка 15 стандартных оттенков, но существуют производители, которые по индивидуальному заказу могут придать готовой продукции любой оттенок.

Внимание! Если планируется окраска материала в редкий цвет, то важно понимать, что на производство уйдет намного больше времени, в результате чего такие заказы принимают только на изготовление большой партии арочного гнутого профнастила.

Области применения арочного гнутого профнастила

Арочный гнутый профнастил активно используют для возведения промышленных зданий за ограниченный промежуток времени. Гнутый профилированный лист отлично подходит для строительства:

• зернохранилищ;
• складов;
• ангаров для техники;
• временных либо постоянных цехов;
• выставочных павильонов.

Также гнутый профнастил отлично подходит для строительства беседок и навесов. Строения, выполненные из данного вида материала, кажутся воздушными, имеют привлекательный внешний вид. Во время проведения монтажных работ с использованием гнутого материала не требуется наличие конька, не проводится герметизация стыков.

Кроме этого, арочный профнастил отлично подойдет для изготовления козырьков. В данном случае готовую продукцию можно согнуть самостоятельно либо приобрести продольно-гнутый профиль. Если радиус изгиба требуется минимальный, то лучше всего выполнить все работы самостоятельно.

Отлично смотрятся жилые строения, крыши которых выполнены из арочного гнутого профнастила. Особенностью таких конструкций является тот факт, что вся мансарда может быть жилой. Монтажные работы ничем не отличаются от процесса укладки профилированного материала. Единственное, что нужно учитывать – радиус изгиба, который выбирают индивидуально в зависимости от реализуемого проекта, в результате чего стоимость такой конструкции будет выше на 10-15%, чем обустройство обычной двухскатной крыши.

Важно! Сгибать профлист рекомендуется вдоль волн, но не поперек.

Виды профнастила для арочных конструкций

Если брать во внимание принцип производства арочного гнутого профнастила, то стоит отметить, что при необходимости можно гнуть продукцию с волнами любой высоты. В действительности же процесс производства довольно сильно ограничен спросом. Как показывает практика, специальные станки, используемые для того, чтобы гнуть материал, не могут одновременно работать со всеми существующими марками. На российском рынке товаров и услуг в продаже можно найти профлисты С18ПГ и С44ПГ.

Маркировку можно расшифровать следующим образом:

• первая буква обозначает тип материала, таким образом, С – стеновой;
• следующие две цифры указывают высоту волн, то есть, 18 и 44 мм;
• буквы ПГ означают форму арки – продольно-гнутая.

После ПГ еще указывают ширину материала и толщину, все показатели указаны в мм.

С18ПГ является классическим строительным материалом, у которого небольшая несущая способность. Данный вариант отлично подходит для возведения строений в тех регионах, где в зимний период времени нагрузка от снега будет минимальной.

С44ПГ – материал, обладающий высоким уровнем несущей способности. Но показатели способны уступать несущим маркам профнастила, которые имеют толщину стали более 0,9 мм.

Технология производства арочного профнастила

Если рассматривать технологию производства арочного гнутого профнастила, то в данном случае стоит отметить тот факт, что оборудование может осуществлять работу по нескольким принципам:

1. Поперечная деформация. Таким образом, станок, предназначенный для гибки арочного профнастила, оснащен специальными валами, которые имеют грани. Во время осуществления прокатки данные валы продавливают листы, оставляя на них вмятины согласно заданному шагу. В результате такого подхода имеется возможность получать готовую продукцию с плавным изгибом, при этом несущие потери будут минимальными. Стоит учитывать, что радиус дуги определяется шагом деформации.
2. Радиусная формовка. Как показывает практика, данный вариант изготовления предпочтительнее предыдущего варианта. Обусловлено это тем, что строительный материал получается намного прочнее, при этом несущая способность выше. Такие высокие технические характеристики можно объяснить тем, что процесс формирования дуги и профилирование осуществляются одновременно, в результате чего не появляются вмятины, значительно ослабляющие продукцию. Процесс производства осуществляется на линиях, которые имеют смещенные друг от друга формовочные ролики. В тот момент, когда лист стали проходит через станок, он не только приобретает трапециевидную форму, но и изгибается продольно. Радиус дуги можно определить положением роликов.

Также стоит учитывать, что оборудование, предназначенное для изготовления арочного гнутого профнастила, может быть как стационарным, так и передвижным. Во втором случае оборудование устанавливают на специальный прицеп, что позволяет перевозить производственную линию в любой цех.

Как согнуть профнастил своими руками

Как показывает практика, арочный гнутый профнастил пользуется меньшей популярностью, чем обычный строительный материал. Данная продукция используется преимущественно для строительства складских помещений и ангаров, в результате чего профилированные листы заказывают напрямую у производителя большими партиями, в результате материал имеет необходимый радиус изгиба. Если планируется возведение беседки либо строительство козырька, то в данном случае можно согнуть профлист своими руками.

Важно понимать, что выполнить работы по изгибу строительного материала самостоятельно можно с том случае, если высота волны будет минимальной, например, 8 либо 10 мм. Если волна будет больше, то согнуть материал самостоятельно будет довольно проблематично.

Если воспользоваться какими-либо самодельными приспособлениями и выполнить данную работу, то стоит брать во внимание тот факт, что геометрия арочного профнастила будет существенно нарушена, что приведет к неплотному прилеганию и другим неприятным последствиям.

Совет! Не стоит пытаться самостоятельно согнуть готовую продукцию, у которой высота волн составляет 18 мм и больше.

Монтаж гнутого профнастила

При необходимости можно осуществить монтаж арочного профнастила своими руками. Для этого потребуется воспользоваться стандартной схемой. Таким образом, вместо конька стоит использовать загнутый лист, который будет уложен поверх других листов. Для того чтобы избежать протечек, рекомендуется делать нахлест намного больше.

Во время монтажа важно следить за тем, чтобы профнастил был выровнен относительно света. Фиксация выполняется к обрешетке по верхнему краю материала. Крепление осуществляют при помощи саморезов, соблюдая шаг примерно 10-15 см. Независимо от того, для каких целей используют арочный гнутый профнастил, крепление обязательно должно осуществляться в каждую волну.

Заключение

Арочный гнутый профнастил – довольно популярный строительный материал, который нашел широкое применение в разных строительных отраслях. Таким образом, готовую продукцию при необходимости можно использовать не только для возведения временных конструкции либо складских помещений, но и в качестве кровельного материала для жилых помещений.

• Состав и пропорции раствора для кладки кирпича

• Как сделать цветной раствор для кирпича

• Размер и вес белого силикатного кирпича

• Кирпич облицовочный силикатный

Как правильно крепить профнастил на крышу саморезами, крепление профлиста на крыше

Профессиональный монтаж профнастила на крышу
Использование профнастила в качестве самого доступного и универсального кровельного материала, для большинства частных застройщиков уже становиться нормой. Это обусловлено упрощённой технологией крепления и минимальным набором дополнительных элементов.

По сравнению с металлочерепицей профнастил ненуждается в точном позиционировании, к примеру, обрешетки на скате крыши. В целом это долговечный, красивый и неприхотливый в работе материал, изготовленный из оцинкованного листа. В большинстве своем имеющий трапециевидный профиль разной ширины и высоты и покрытый цветной полимерной краской. На фото снизу отображены основные типы штамповки.

Профлист отличается размером волн

Выбор его зависит от предпочтений заказчика, уклона скатов крыш, климатических условий. И все же, далеко не каждый будущий застройщик знает, как правильно крепить профнастил на крышу без профессиональной помощи строителей. Однако теперь у него есть реальная возможность ознакомиться с полезной, а главное правильной инструкцией по монтажу профильных листов на скатные крыши.
Базовые термины и основные понятия на монтаже
Не будем останавливаться на технологии строительства опорной системы кровли, так как тема нашей инструкции непосредственный монтаж профлиста.

Затронем лишь некоторые нюансы крепежа листов в различные части обрешетки крыши. Кстати, она может быть как деревянной, так и в виде металлического профиля. Начнем с основных понятий о сопутствующих материалах и инструмента, затем продолжим описанием технологии монтажа профилированного листа.
Непосредственно крепление профлиста осуществляется саморезами, еще их называют само сверлящимися шурупами.

Вам не нужно дополнительно сверлить отверстие под каждую крепежную точку, так как на конце этих саморезов имеется само нарезающаяся резьба (винт), подобно метчику. В основании шурупов имеется шестигранная головка с алюминиевой пресшайбой, под которой расположена резиновая прокладка. Она то и является той основной гарантией герметизации соединения. Они имеют стандарты длины и диаметра резьбы (4.8 мм), но на практике чаще применяют лишь три их типа: 20,28 и 38 мм.

↑ вернуться к содержанию

Саморезы с пресшайбой для стальных кровельных материалов

Для закрутки саморезов вам потребуется ручной электроинструмент. Можно обойтись лишь дрелью с реверсом и регулировкой оборотов, но крепление листов производить шруповертом, поскольку только в них имеется возможность регулировки крутящего момента и силы давления на шуруп. По виду их подразделит на аккумуляторные и сетевые дрели-шруповертом.
Есть один, но довольно практичный совет. На нижних рядах и при низкой крыше применять сетевые устройства. Для обеспечения большей мобильности, на высоких и крутых скатах, лучше воспользоваться аккумуляторным шруповертом в комплекте с кобурой. В дополнение к ней желательно приобрести подсумок для саморезов, который закрепляется на поясе монтажника.
Часто кровельный материал приходиться кроить по контурам, например, в местах ендовы или слуховых окон. Для этой цели следует применять электролобзик или электромеханические (вырубные) ножницы. Можно использовать и обычные ножницы по металлу, но ими вы сможете разрезать полотно профлиста только вдоль, поскольку высокие волны (ребра жесткости), не позволять прорезать лист попрёк. Применение болгарки не рекомендовано, по причине нарушения полимерного слоя, но полностью не исключается на практике.

Азы монтажа профлиста

Какой бы тип профиля не был выбран вами, его следует укладывать по технологии. Она предполагает расположение листов на скатах крыш, с учетом частичного перехлеста, то есть продольных и поперечных перекрытий. И если нахлест по вертикали зависит от общей ширины ската, но в большинстве случаев не больше одной волны, то горизонтальный размер нахлеста между листами, определяется исходя из угла наклона всего ската. Так для крыши с углом наклона:
В 140 нужен нахлест 20 см
От 15 до 200 нахлест 15-20 см
Свыше 300 нахлест 10-15 см
Всю разметку кровельного материала следует производить с учетом уклона крыши. Дополнительно следует учесть профиль ската. Есть так называемые кровли с малым углом наклона, ломаные стыки и повороты скатов. На них очень сложно обеспечить совпадение желобов профиля, поэтому не будет лишним промазать стыки силиконовыми герметиками. При обычном строго горизонтальном или вертикальном расположении герметизация не требуется, саморезы обеспечивают плотное крепление краев профлиста.
Исходя из длины профлиста и правил техники безопасности, его монтаж осуществляется силами 2 – 3 человек. Все саморезы завинчиваются в низ волны, за исключением фиксации дополнительных элементов профильной крыши (уголки, коньки и т.д.). Их крепление обычно производится не в обрешетку, а только к вершинам волн листа, как например, при монтаже конька.

↑ вернуться к содержанию

Крепление саморезов

Прикрутив на один саморез несколько листов первого ряда, поровняйте их по горизонтали, ориентируясь на свес. После можно осуществлять окончательное крепление специальными саморезами всех листов, соблюдая определенный технологией шаг. Так, для все нижние и боковые листы закрепляются в каждую волну. В местах горизонтальных и вертикальных стыков соблюдают шаг в одну или две волны, что соответствует примерно 50 см. В середине саморезы располагают в шахматном порядке, небольшим шагом как демонстрирует следующие фото.

Схема крепления кровельных саморезов на профлисте

Внимание! При закручивании саморезов не следует давить на инструмент, поскольку это может привести к раздавливанию резиновой прокладки и нарушению герметизации соединения.
Последовательность действий
Перед началом работ следует убедиться в прочности крепления обрешётки к стропилам, расстояние между соседними рейкам обрешетки достаточно сделать не более 35 см.
Затем следует определиться с необходимостью использовать лестницу или веревки для подъема листов. Она обязательно вам потребуется при монтаже крайних и верхних листов кровли.
Крепление профлиста при строго классическом расположении осуществляется снизу вверх, если длина ската предполагает наличие более одного листа и далее соблюдается шахматный порядок укладки. Точное позиционирование нижнего ряда обеспечивается за счет ровного свеса всех листов примерно от 10 до 15 см, в зависимости от наклона крыши. Крайние листы по скату можно расположить как за под лицо с лобовой доской фронтона, так и примкнуть к ней, если планируется использовать боковые (фронтонные) элементы. Более сложные крыши, к примеру, вальмовые, требуют дополнительной подготовки и иной последовательности действий, но крепление саморезов остается таким же.
Благодаря гибкости материала при длине более 4 метров профлист можно слегка согнуть поперек, если теребится выполнить плавный переход между горизонтальными стыками. Например, это свойство хорошо проявит себя при слегка изогнутом скате по радиусу, чего нельзя сделать с металлочерепицей.

↑ вернуться к содержанию

Монтаж доборных планок

Все примыкания листов к различным элементам крыши (стены, ендовы, трубы) должны обрамляться доборными элементами. Сюда же следует отнести особые места, это коньки и снегозадержатели. Как уже упоминалось, все доборные элементы будут крепиться исключительно в верх волны (верхнюю гофру). Для крепления доборных элементов следует учитывать нахлест, он должен быть не менее 10 см, а прикручивать их нужно на саморезы большей длины. То есть длинна саморезов будет больше высоты волны листа на 1/3.
Для торцевых планок существует своя технология монтажа. Так, для нахлеста следует использовать не менее 10-15 см длины одного из элементов. Причем последовательность нахлеста также нужно соблюдать в зависимости от направления ветра. В таких элементах саморезы крепятся с шагом 30 см. То же справедливо и в отношении примыкающих планок для стен.

Примечание по технике безопасности

На больших высотах не пренебрегайте средствами страховки (веревка, пояс монтажника). Порывы ветра способны сорвать вас с крыши вместе с листом. Используйте индивидуальные средства защиты в виде очков, масок и перчаток, во избежание ранения стружкой при распиле металла электроинструментом. Раскрой профлиста нужно производить только на жестких горизонтальных площадках.

Учебник по физике: R Направление изгиба

Преломление — это изгиб пути световой волны при переходе из одного материала в другой. Преломление происходит на границе и обусловлено изменением скорости световой волны при пересечении границы. Тенденция луча света изгибаться в том или ином направлении зависит от того, ускоряется или замедляется световая волна при пересечении границы. Скорость световой волны зависит от оптической плотности материала, через который она движется. По этой причине направление, в котором изгибается путь световой волны, зависит от того, движется ли световая волна из более плотной (медленной) среды в менее плотную (быструю) среду или из менее плотной среды в более плотную среду. В этой части Урока 1 мы исследуем тему направления изгиба световой волны.

Предсказание направления изгиба

Вспомните аналогию с марширующими солдатами, рассмотренную ранее в этом уроке. Аналогия послужила моделью для понимания граничного поведения световых волн. Как уже говорилось, аналогия часто иллюстрируется на уроке физики студенческой демонстрацией. В демонстрации ряд студентов (представляющий световую волну) движется к липкой ленте (представляющей границу) и замедляется при пересечении границы (представляющей вход в новую среду). Направление очереди студентов меняется при пересечении границы. На приведенной ниже диаграмме показано изменение направления очереди студентов, которые замедляются при пересечении границы.

На диаграмме направление учеников представлено двумя стрелками, известными как лучей . Направление студентов по мере их приближения к границе представлено падающим лучом (нарисован синим цветом). А направление студентов после того, как они пересекут границу, представлено преломленным лучом (нарисовано красным). Поскольку ученики меняют направление (то есть преломляются), падающий и преломленный лучи не указывают в одном и том же направлении. Также обратите внимание, что перпендикулярная линия проведена к границе в точке, где падающий луч падает на границу (т. е. на малярную ленту). Линия, проведенная перпендикулярно границе в точке падения, называется 9.0007 обычная строка . Обратите внимание, что преломленный луч лежит ближе к нормали, чем падающий луч. В таком случае, как этот, мы бы сказали, что путь студентов изогнул к нормальному . Мы можем распространить эту аналогию на свет и заключить, что:

Вышеприведенный принцип применим к свету, проходящему из материала, в котором он быстро распространяется через границу, в материал, в котором он распространяется медленно. Но что, если световая волна делает обратное? Что, если световая волна проходит из материала, в котором она распространяется медленно через границу, в материал, в котором она распространяется быстро? Ответ на этот вопрос можно получить, если мы пересмотрим аналогию с марширующим солдатом. Теперь предположим, что каждый отдельный ученик в поезде ускоряется, как только они пересекают липкую ленту. Первый ученик, достигший границы, ускорится и опередить других учеников. Когда второй ученик достигает границы, он/она также ускоряется и тянет вперед других учеников, которые еще не достигли границы. Это продолжается для каждого последующего ученика, в результате чего очередь учеников теперь движется в направлении, дальшем от нормального. Это изображено на диаграмме ниже.

Из этой аналогии и диаграммы выше мы видим, что преломленный луч (красный) находится дальше от нормали, чем падающий луч (синий). В таком случае, как этот, мы бы сказали, что путь студентов изогнулся отличается от обычного . Мы можем еще раз распространить эту аналогию на свет и заключить, что:

Легкий переход от медленной к быстрой среде Если луч света проходит через границу из материала, в котором он движется медленно, в материал, в котором он движется быстрее, то луч света отклонится от линии нормали.

Аналогия с трактором

Теперь давайте рассмотрим другую аналогию, которая поможет нам понять эти два важных принципа. Предположим, что трактор движется по асфальтовой поверхности к прямоугольному участку с травой (как показано на диаграмме справа). При въезде в траву колеса трактора уходят в землю и замедляются. При выезде с участка травы на противоположной стороне колеса трактора ускорятся и достигнут исходной скорости. По сути, эта аналогия была бы репрезентативной для световой волны, пересекающей две границы. На первой границе (граница асфальта и травы) световая волна (или трактор) будет замедляться; а на второй границе (граница травы и асфальта) световая волна (или трактор) будет ускоряться. Мы можем применить два наших важных принципа, перечисленных выше, и предсказать направление изгиба и траекторию движения трактора по прямоугольному участку с травой. Как показано на схеме, при въезде в траву колеса замедляются и траектория движения трактора изгибается к нормали (перпендикулярной линии, проведенной к поверхности). При выезде с участка травы колеса ускоряются, и траектория движения трактора отклоняется от нормы. Путь трактора ближе к нормали в более медленной среде и дальше от нормали в более быстрой среде.

Эту аналогию можно распространить на путь световой волны, когда она проходит из воздуха в прямоугольный стеклянный блок и из него. Поскольку воздух оптически менее плотный, чем стекло, световая волна будет замедляться при входе в стекло и ускоряться при выходе из стекла. Другими словами, световая волна будет претерпевать такое же изменение скорости, как и трактор на приведенной выше диаграмме. По этой причине направление изгиба световой волны при входе и выходе из стекла будет таким же, как на схеме выше. Луч света преломляется к нормали при входе в стекло (переход из быстрой среды в медленную) и преломляется от нормали при выходе из стекла (переход из медленной среды в быструю). Это показано на диаграмме справа.

На этих диаграммах прямоугольного участка травы и прямоугольного блока стекла следует отметить важный момент. Обратите внимание, что направление исходного падающего луча совпадает с направлением конечного преломленного луча. Иными словами, направление, в котором распространяется свет при входе в прямоугольный блок стекла, совпадает с направлением, в котором свет распространяется после выхода из прямоугольного блока стекла. Нет окончательного изменения направления, в котором движется свет. Эта маленькая деталь будет иметь место только при двух условиях:

• две стороны стекла, через которые входит и выходит свет, параллельны друг другу
• среда, окружающая стекло со стороны входа и выхода света, одинакова

Эти два условия выполняются в случае прямоугольного блока стекла, окруженного воздухом.

На приведенных ниже диаграммах показан контраст между прямоугольным участком травы и прямоугольным стеклянным блоком. Обе диаграммы включают преломление трактора или световой волны, когда она проходит через треугольный участок травы и треугольный блок стекла.

Скопируйте эту диаграмму на лист бумаги и примените свое понимание принципов преломления, чтобы предсказать путь трактора и световой волны, когда она проходит через препятствие в форме треугольника. Нарисуйте путь на отдельном листе бумаги, а затем нажмите кнопку ниже, чтобы проверить свой ответ

Принцип наименьшего времени

Другой способ приблизиться к объекту в направлении, в котором свет изгибается при пересечении границы между двумя средами, — через Принцип наименьшего времени . Этот принцип наименьшего времени иногда формулируется следующим образом:

Полезная аналогия для понимания принципа включает в себя спасателя, который узнал о тонущем пловце в воде. Чтобы спасти тонущего пловца, спасатель должен пробежать по песку, пересечь границу между песком и водой, а затем проплыть по воде к тонущему пловцу. Разумеется, охранник должен добраться до пловца как можно быстрее. Поскольку охранник может бегать по песку быстрее, чем плавать в воде, было бы логично, если бы охранник преодолевал большее расстояние по песку, чем по воде. Другими словами, она не будет бежать прямо на тонущего пловца. Оптимальной точкой входа в воду является точка, которая позволит спасателю добраться до тонущего пловца за наименьшее количество времени. Очевидно, что эта точка будет ближе к пловцу, чем к охраннику. На диаграмме ниже показана такая точка входа.

Обратите внимание на диаграмму, что минимизация времени достижения пловца означает, что спасатель будет приближаться к границе под крутым углом к нормали, а затем будет наклоняться к нормали при пересечении границы. Эта аналогия показывает, что принцип наименьшего времени предсказывает следующее направление изгиба:

Луч света отклонится к нормали при пересечении границы из среды, в которой он движется быстро, в среду, в которой он движется медленно.

Это то самое обобщение, которое было сделано ранее на этой странице.

Некоторые полезные мнемоники

Использование вышеприведенных принципов и логики для объяснения и предсказания направления преломления света при пересечении границы будет главной целью этого модуля. Вместо того, чтобы просто повторять принцип, вас попросят применить его в различных ситуациях (например, в разделе «Проверьте свое понимание» ниже). Часть выполнения этой задачи будет включать в себя запоминание принципов. По этой причине предлагаются следующие полезные мнемоники.

FST = от быстрого к медленному, к нормальному Если луч света проходит через границу из материала, в котором он проходит f ast, в материал, в котором проходит s вниз, то луч света отклонится t по направлению к нормали.

SFA = от медленного к быстрому, от нормального Если луч света проходит через границу из материала, в котором он движется на s низко, в материал, в котором распространяется f астр, то луч света отклонится на пути от нормальной линии.

Мнемотехника — это инструмент, используемый для помощи в запоминании одной и трудно запоминаемой идеи. Конечно, всегда есть риск, что мнемотехника будет забыта. И поскольку FST и SFA могут быть не самыми легко запоминающимися мнемониками, возможно, поможет следующая странность. Вы можете вспомнить FST (от быстрого к медленному; к), просто подумав об этих Причудливые учителя естественных наук , которые были у вас на протяжении многих лет. И вы можете вспомнить SFA, подумав об отвратительной привычке вашей подруги Сары (или Сьюзан, или Сэмми, или Самира, или Кто-то еще. ..) — Sarah Farts Alot .

Flickr Physics Photo

Лазерный луч проходит через прямоугольный блок люцита. Он изгибается к нормали, когда входит в люцит. Когда он выходит из люцита в воздух, он отклоняется от нормального.

Мы хотели бы предложить …

Зачем просто читать об этом и когда вы могли бы взаимодействовать с ним? Взаимодействие — это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного метода преломления или интерактивного принципа наименьшего времени. Вы можете найти их в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Эти интерактивы предоставляют учащимся интерактивную среду для изучения преломления и/или отражения света на границе двух материалов.

Посетите:  Интерактивное преломление  || Принцип наименьшего времени Интерактивный

Проверьте свою способность применять эти принципы, ответив на следующие вопросы.

1. При переходе света из оптически более плотной среды в менее оптически плотную среду он будет отклоняться _______ (к, от) нормали.

2. При переходе света из оптически менее плотной среды в более оптически плотную среду он будет отклоняться _______ (к, от) нормали.

3. Когда свет проходит из среды с высоким значением показателя преломления в среду с низким значением показателя преломления, он отклоняется _______ (к, от) нормали.

4. Когда свет проходит из среды с низким показателем преломления в среду с высоким показателем преломления, он отклоняется _______ (к, от) нормали.

5. На каждой диаграмме нарисуйте «недостающий» луч (либо падающий, либо преломленный), чтобы надлежащим образом показать, что направление изгиба направлено к нормали или от нее.

6. Метод Артура Подда заключается в том, чтобы ловить рыбу копьем, стоя на берегу. Фактическое местоположение рыбы показано на диаграмме ниже. Из-за преломления света наблюдаемое местоположение рыбы отличается от ее фактического местоположения. Укажите на схеме примерное место, где Артур наблюдает за рыбой. Должен ли Артур целиться выше или ниже того места, где кажется рыба, чтобы попасть в рыбу?

7. Для следующих двух случаев укажите, будет ли луч света отклоняться к нормали или отклоняться от нее при пересечении границы.

Следующий раздел:

Перейти к следующему уроку:

Как согнуть волны, чтобы добраться до нужного места

Волны не всегда распространяются равномерно во все стороны, но могут образовывать замечательный «разветвленный поток». В TU Wien (Вена) в настоящее время разработан метод борьбы с этим явлением. Предоставлено: Венский технологический университет.

Волны не всегда распространяются равномерно во все стороны, но могут образовывать замечательный «разветвленный поток». В TU Wien (Вена) в настоящее время разработан метод борьбы с этим явлением.

В свободном пространстве световая волна лазерного луча распространяется по идеально прямой линии. Однако при определенных обстоятельствах поведение волны может быть гораздо более сложным. При наличии неупорядоченной, нерегулярной среды происходит очень странное явление: приходящая волна расщепляется на несколько путей, она сложным образом разветвляется, достигая одних мест с большой интенсивностью, а других почти полностью избегая.

Этот вид «разветвленного потока» впервые наблюдался в 2001 году. Ученые Венского технического университета (Вена) разработали метод использования этого эффекта. Основная идея этого нового подхода состоит в том, чтобы послать волновой сигнал исключительно по одной единственной заранее выбранной ветви, так что волна едва заметна где-либо еще. Результаты опубликованы в журнале PNAS .

От квантовых частиц к цунами

«Первоначально этот эффект был обнаружен при изучении электронов, движущихся как квантовые волны через крошечные микроструктуры», — говорит профессор Стефан Роттер из Института теоретической физики Венского технического университета. «Такие структуры, однако, никогда не бывают совершенными и всегда имеют определенные несовершенства; и, что удивительно, эти несовершенства заставляют электронную волну расщепляться на ответвления — эффект, который называется разветвленным потоком».

Вскоре выяснилось, что это волновое явление встречается не только в квантовой физике. В принципе, это может произойти со всеми типами волн и на совершенно разных масштабах длины. Если, например, лазерные лучи направить на поверхность мыльного пузыря, они разделятся на несколько парциальных лучей, как волны цунами в океане: последние не распространяются по океану равномерно, а движутся сложным, разветвленный узор, который зависит от случайной формы гофрированного морского дна океана. В результате может случиться так, что цунами очень сильно ударит по далекому острову, а до соседнего острова дойдут лишь гораздо более слабые волновые фронты.

«Мы хотели узнать, можно ли манипулировать этими волнами таким образом, чтобы они шли только по одной выбранной ветви, а не по целой разветвленной сети путей в совершенно разных направлениях», — говорит Андре Брандштеттер (Технический университет Вены). , первый автор публикации. «И, как оказалось, действительно можно нацеливаться на отдельные ветки контролируемым образом».

Анализ и адаптация

Новая процедура состоит всего из двух шагов: Во-первых, волна, как обычно, может разветвляться по всем возможным путям. В одном из мест, достигаемых с высокой интенсивностью, волна измеряется в деталях. Затем можно использовать метод, разработанный в Техническом университете Вены, для расчета формы волны в начале координат, чтобы на втором этапе ее можно было направить по одному выбранному пути, избегая при этом всех других путей.

«Мы использовали численное моделирование, чтобы показать, как найти волну, которая ведет себя именно так, как мы хотим. Этот подход можно применять с использованием множества различных методов», — говорит Стефан Роттер. «Вы можете реализовать это со световыми волнами, которые настраиваются с помощью специальных зеркальных систем, или со звуковыми волнами, которые вы генерируете с помощью системы связанных громкоговорителей. Возможная область применения также может быть сонарными волнами в океане. В любом случае, необходимые технологии уже доступны».

С помощью этого нового метода все эти различные типы волн могут быть отправлены по единой траектории, предварительно выбранной из сложной сети путей. «Эта траектория даже не обязательно должна быть прямой», — объясняет Андре Брандштеттер. «Многие из возможных путей искривлены — неровности окружающей среды действуют как набор линз, с помощью которых волна снова и снова фокусируется и отклоняется».

По этим специальным путям можно передавать даже импульсные сигналы, чтобы информация могла передаваться целенаправленно. Это гарантирует, что волновой сигнал поступает именно туда, где он должен быть принят; в других местах его практически невозможно обнаружить, что значительно затрудняет подслушивание.

Узнать больше

Случайный антилазер

Дополнительная информация:
Андре Брандштеттер и др. Формирование разветвленного потока света через неупорядоченные среды, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1905217116

Информация журнала:
Труды Национальной академии наук

Предоставлено
Венский технологический университет

Цитата :
Как согнуть волны, чтобы попасть в нужное место (2019, 24 июня)
получено 30 октября 2022 г.