กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

การวัดความยาว

การวัดความยาว การวัดระยะทาง หรือ การวัดช่วง ( การหาช่วง ) ล้วนหมายถึงวิธีการต่างๆ มากมายใน การวัด ความ ยาว ระยะ ทาง หรือ ช่วง วิธีที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือการใช้ไม้บรรทัด...

การวัดความยาว

การวัดความยาวการวัดระยะทางหรือการวัดช่วง ( การหาช่วง ) ล้วนหมายถึงวิธีการต่างๆ มากมายในการวัดความยาวระยะทางหรือช่วง วิธีที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือการใช้ไม้บรรทัด รองลงมาคือวิธี การวัดเวลาการผ่าน และวิธีการวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรซึ่งอาศัยความเร็วของแสงการสำรวจเป็นหนึ่งในวิธีการใช้การวัดระยะทางไกลที่มีมาแต่ โบราณ

สำหรับวัตถุขนาดเล็กมาก เช่น ผลึกและตะแกรงเลี้ยวเบนจะใช้การเลี้ยวเบน ร่วมกับแสง เอ็กซ์เรย์หรือแม้แต่ลำแสงอิเล็กตรอนเทคนิคการวัดโครงสร้างสามมิติที่มีขนาดเล็กมากในทุกมิติ จะใช้เครื่องมือเฉพาะทาง เช่นกล้องจุลทรรศน์ไอออน ร่วมกับการสร้างแบบจำลอง ด้วย คอมพิวเตอร์อย่างละเอียด เทคนิคเหล่านี้ถูกนำมาใช้ ตัวอย่างเช่น ในการวัดคุณลักษณะขนาดเล็กบนแผ่นเวเฟอร์ระหว่างการผลิตชิป

ไม้บรรทัดมาตรฐาน

ไม้บรรทัดเป็นเครื่องมือวัดความยาวที่ง่ายที่สุด: ความยาวถูกกำหนดโดยเครื่องหมายที่พิมพ์หรือสลักไว้บนแท่งไม้หน่วยเมตรถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดยใช้ไม้บรรทัด ก่อนที่จะมีวิธีการวัดที่แม่นยำกว่าเกิดขึ้น

แท่งวัดระยะเป็นวิธีการทั่วไปสำหรับการวัดหรือสอบเทียบเครื่องมือวัดอย่างแม่นยำ

สำหรับวัตถุขนาดเล็กหรือขนาดจิ๋ว สามารถใช้การถ่ายภาพจุลภาคโดยปรับเทียบความยาวโดยใช้แผ่นวัดระยะได้ แผ่นวัดระยะคือชิ้นส่วนที่มีเส้นบอกความยาวที่แม่นยำสลักไว้ แผ่นวัดระยะอาจติดตั้งในช่องมองภาพหรืออาจใช้บนระนาบการวัดก็ได้

การวัดเวลาการขนส่ง

แนวคิดพื้นฐานของการวัดความยาวด้วยวิธีเวลาเดินทางคือการส่งสัญญาณจากปลายด้านหนึ่งของความยาวที่จะวัดไปยังอีกด้านหนึ่ง แล้วส่งกลับมาอีกครั้ง เวลาสำหรับการเดินทางไปกลับเรียกว่าเวลาเดินทาง Δt และความยาว ℓ จะเท่ากับ 2ℓ = Δt*"v" โดยที่vคือความเร็วในการแพร่กระจายของสัญญาณ โดยสมมติว่าความเร็วเท่ากันในทั้งสองทิศทาง หากใช้แสงเป็นสัญญาณความเร็ว ของแสง จะขึ้นอยู่กับตัวกลางที่มันแพร่กระจาย ในหน่วย SIความเร็วจะเป็นค่าที่กำหนดไว้c₀ในตัวกลางอ้างอิงของสุญญากาศแบบคลาสสิก ดังนั้น เมื่อใช้แสงในวิธีการ วัดความยาวด้วยวิธีเวลาเดินทาง การวัดความยาวจะไม่ขึ้นอยู่กับความรู้เกี่ยวกับความถี่ของแหล่งกำเนิด (นอกเหนือจากความเป็นไปได้ของการพึ่งพาความถี่ของการแก้ไขเพื่อเชื่อมโยงตัวกลางกับสุญญากาศแบบคลาสสิก) แต่จะขึ้นอยู่กับข้อผิดพลาดในการวัดเวลาเดินทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อผิดพลาดที่เกิดจากเวลาตอบสนองของการปล่อยพัลส์และเครื่องมือตรวจจับ ความไม่แน่นอนเพิ่มเติมคือการแก้ไขดัชนีหักเหที่เชื่อมโยงตัวกลางที่ใช้กับสุญญากาศอ้างอิง ซึ่งในหน่วย SI ถือว่าเป็นสุญญากาศแบบคลาสสิก ดัชนีหักเหของตัวกลางที่มากกว่าหนึ่งจะทำให้แสงเคลื่อนที่ช้าลง

การวัดเวลาการเดินทางเป็นพื้นฐานของ ระบบ นำทางด้วยคลื่นวิทยุ ส่วนใหญ่ สำหรับเรือและเครื่องบิน เช่นเรดาร์และระบบช่วยนำทางระยะไกลLORAN-C ที่เกือบจะล้าสมัยแล้ว ตัวอย่างเช่น ในระบบเรดาร์ระบบหนึ่ง พัลส์ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกส่งออกไปโดยยานพาหนะ (พัลส์สอบถาม) และกระตุ้นการตอบสนองจากบีคอนผู้ตอบสนองช่วงเวลาระหว่างการส่งและการรับพัลส์จะถูกตรวจสอบและใช้ในการกำหนดระยะทาง ในระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกรหัสหนึ่งและศูนย์จะถูกส่งออกไปในเวลาที่ทราบจากดาวเทียมหลายดวง และเวลาที่มาถึงจะถูกบันทึกไว้ที่เครื่องรับพร้อมกับเวลาที่ส่ง (เข้ารหัสในข้อความ) สมมติว่านาฬิกาของเครื่องรับสามารถเชื่อมโยงกับนาฬิกาที่ซิงโครไนซ์บนดาวเทียมได้เวลาการเดินทางสามารถหาได้และใช้เพื่อระบุระยะทางไปยังดาวเทียมแต่ละดวง ข้อผิดพลาดของนาฬิกาเครื่องรับจะได้รับการแก้ไขโดยการรวมข้อมูลจากดาวเทียมสี่ดวง[ 1 ]

เทคนิคดังกล่าวมีความแม่นยำแตกต่างกันไปตามระยะทางที่ตั้งใจจะใช้ ตัวอย่างเช่น LORAN-C มีความแม่นยำประมาณ6 กม. GPS ประมาณ10 ม. GPS ที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งมีการส่งสัญญาณแก้ไขจากสถานีภาคพื้นดิน (นั่นคือGPS แบบดิฟเฟอเรนเชียล (DGPS)) หรือผ่านดาวเทียม (นั่นคือระบบเสริมความแม่นยำในพื้นที่กว้าง (WAAS)) สามารถเพิ่มความแม่นยำได้ถึงไม่กี่เมตรหรือ< 1 เมตรหรือในแอปพลิเคชันเฉพาะ อาจถึงหลายสิบเซนติเมตร ระบบ Time-of-flight สำหรับหุ่นยนต์ (เช่น Laser Detection and Ranging LADARและ Light Detection and Ranging LIDAR ) มีเป้าหมายที่ระยะ10–100 ม.และมีความแม่นยำประมาณ5–10 มม . [ 2 ]

การวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตร

การวัดความยาวในหน่วยความยาวคลื่นของแสงโดยใช้เครื่องวัดการแทรกสอดของ แสง (interferometer )

ในสถานการณ์จริงหลายๆ สถานการณ์ และสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำ การวัดขนาดโดยใช้การวัดเวลาผ่านจะใช้เป็นเพียงตัวบ่งชี้เบื้องต้นของความยาวเท่านั้น และจะปรับปรุงให้ละเอียดขึ้นโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตร[ 3 ] [ 4 ]โดยทั่วไป การวัดเวลาผ่านจะเหมาะสมกว่าสำหรับความยาวที่มากกว่า และอินเตอร์เฟอโรเมตรจะเหมาะสมกว่าสำหรับความยาวที่สั้นกว่า[ 5 ]

รูปแสดงแผนผังแสดงวิธีการกำหนดความยาวโดยใช้เครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน : แผงทั้งสองแสดงแหล่งกำเนิดเลเซอร์ที่ปล่อยลำแสงซึ่งถูกแยกโดยตัวแยกแสง (BS) ให้เดินทางไปสองเส้นทาง แสงจะถูกรวมเข้าด้วยกันอีกครั้งโดยการสะท้อนส่วนประกอบทั้งสองจากลูกบาศก์มุม คู่หนึ่ง (CC) ซึ่งจะส่งส่วนประกอบทั้งสองกลับไปยังตัวแยกแสงอีกครั้งเพื่อประกอบเข้าด้วยกัน ลูกบาศก์มุมทำหน้าที่แยกแสงตกกระทบออกจากแสงสะท้อน ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงความซับซ้อนบางอย่างที่เกิดจากการซ้อนทับของลำแสงทั้งสอง[ 6 ]ระยะห่างระหว่างลูกบาศก์มุมด้านซ้ายและตัวแยกแสงจะถูกเปรียบเทียบกับระยะห่างบนขาคงที่ในขณะที่ปรับระยะห่างด้านซ้ายเพื่อเปรียบเทียบความยาวของวัตถุที่จะวัด

ในภาพด้านบน เส้นทางของลำแสงทั้งสองจะเสริมกันหลังจากประกอบใหม่ ทำให้เกิดรูปแบบแสงที่เข้มข้น (ดวงอาทิตย์) ภาพด้านล่างแสดงเส้นทางที่ยาวขึ้นครึ่งความยาวคลื่น โดยการเลื่อนกระจกด้านซ้ายออกไปอีกหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น ทำให้ความแตกต่างของเส้นทางเพิ่มขึ้นครึ่งความยาวคลื่น ผลที่ได้คือลำแสงทั้งสองจะหักล้างกันเมื่อประกอบใหม่ และความเข้มของแสงที่รวมกันจะลดลงเหลือศูนย์ (เมฆ) ดังนั้น เมื่อปรับระยะห่างระหว่างกระจก ความเข้มของแสงที่สังเกตได้จะสลับกันระหว่างการเสริมและการหักล้าง เมื่อจำนวนความยาวคลื่นของความแตกต่างของเส้นทางเปลี่ยนแปลง และความเข้มที่สังเกตได้จะสูงสุดสลับกับลดลง (ดวงอาทิตย์สว่าง) และมืดลง (เมฆมืด) พฤติกรรมนี้เรียกว่าการแทรกสอดและเครื่องมือนี้เรียกว่าเครื่องวัดการแทรกสอด (interferometer ) โดยการนับแถบการแทรกสอดจะพบว่าเส้นทางที่วัดได้ยาวกี่ความยาวคลื่นเมื่อเทียบกับเส้นทางคงที่ ด้วยวิธีนี้ การวัดจะทำในหน่วยความยาวคลื่นλ ที่สอดคล้องกับการ เปลี่ยนสถานะของอะตอมเฉพาะความยาวในหน่วยความยาวคลื่นสามารถแปลงเป็นความยาวในหน่วยเมตรได้ หากการเปลี่ยนผ่านที่เลือกมีความถี่f ที่ทราบ ค่า ความยาวในหน่วยจำนวนความยาวคลื่นλมีความสัมพันธ์กับเมตรโดยใช้สูตรλ = c 0 / fโดยที่c 0มีค่าคงที่ที่ 299,792,458 เมตร/วินาที ข้อผิดพลาดในการวัดความยาวในหน่วยความยาวคลื่นจะเพิ่มขึ้นจากการแปลงเป็นเมตรนี้เนื่องจากข้อผิดพลาดในการวัดความถี่ของแหล่งกำเนิดแสง

โดยการใช้แหล่งกำเนิดคลื่นความยาวหลายช่วงเพื่อสร้างความถี่บีทผล รวมและผลต่าง ทำให้สามารถวัดระยะทางสัมบูรณ์ได้[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

วิธีการกำหนดความยาวนี้ต้องอาศัยการระบุความยาวคลื่นของแสงที่ใช้อย่างระมัดระวัง และเป็นเหตุผลหนึ่งที่ต้องใช้ แหล่งกำเนิด เลเซอร์ซึ่งสามารถรักษาความยาวคลื่นให้คงที่ได้ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะมีความเสถียรหรือไม่ก็ตาม ความถี่ที่แม่นยำของแหล่งกำเนิดใดๆ ก็มีข้อจำกัดเรื่องความกว้างของเส้น[ 10 ]ข้อผิดพลาดที่สำคัญอื่นๆ เกิดขึ้นจากตัวอินเตอร์เฟอโรเมตรเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อผิดพลาดในการจัดแนวลำแสง การปรับแนวลำแสง และการกำหนดเศษส่วนของแถบแสง[ 5 ] [ 11 ]นอกจากนี้ยังมีการแก้ไขเพื่อชดเชยความคลาดเคลื่อนของตัวกลาง (เช่น อากาศ) [ 12 ]จากตัวกลางอ้างอิงของสุญญากาศแบบคลาสสิกความละเอียดโดยใช้ความยาวคลื่นอยู่ในช่วง ΔL/L ≈ 10 −9 – 10 −11ขึ้นอยู่กับความยาวที่วัด ความยาวคลื่น และชนิดของอินเตอร์เฟอโรเมตรที่ใช้[ 11 ]

การวัดยังต้องระบุตัวกลางที่แสงแพร่กระจายอย่างระมัดระวังด้วย ต้องมี การแก้ไขค่าดัชนีหักเหเพื่อเชื่อมโยงตัวกลางที่ใช้กับสุญญากาศอ้างอิง ซึ่งในหน่วย SI ถือเป็นสุญญากาศแบบคลาสสิกการแก้ไขค่าดัชนีหักเหเหล่านี้สามารถหาได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโดยการเพิ่มความถี่ ตัวอย่างเช่น ความถี่ที่การแพร่กระจายมีความไวต่อการมีอยู่ของไอน้ำ ด้วยวิธีนี้ เราสามารถวัดและแก้ไขผลกระทบที่ไม่เป็นไปตามอุดมคติของดัชนีหักเหที่ความถี่อื่นได้โดยใช้แบบจำลองทางทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับ

อาจกล่าวได้อีกครั้งว่า เพื่อเป็นการเปรียบเทียบ การวัดความยาวโดยใช้เวลาในการเดินทางนั้นเป็นอิสระจากความรู้ใดๆ เกี่ยวกับความถี่ของแหล่งกำเนิด ยกเว้นความเป็นไปได้ที่การแก้ไขจะเกี่ยวข้องกับตัวกลางการวัดกับตัวกลางอ้างอิงของสุญญากาศแบบคลาสสิก ซึ่งอาจขึ้นอยู่กับความถี่ของแหล่งกำเนิดได้ ในกรณีที่ใช้ชุดพัลส์หรือการปรับรูปคลื่นแบบอื่นๆ อาจเกี่ยวข้องกับช่วงความถี่ที่หลากหลาย

การวัดการเลี้ยวเบน

สำหรับวัตถุขนาดเล็ก จะใช้วิธีการที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับการกำหนดขนาดในหน่วยของความยาวคลื่น ตัวอย่างเช่น ในกรณีของผลึก สามารถกำหนดระยะห่างระหว่างอะตอมได้โดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ [ 13 ] ค่า ที่ดีที่สุดในปัจจุบันสำหรับพารามิเตอร์แลตติสของซิลิคอน ซึ่งแสดงด้วยaคือ: [ 14 ]

a = 543.102 0504(89) × 10 −12 m,

ซึ่งสอดคล้องกับความละเอียดของ ΔL/L ≈ 3 × 10 −10 เทคนิคที่คล้ายกันนี้สามารถให้มิติของโครงสร้างขนาดเล็กที่ทำซ้ำในอาร์เรย์แบบคาบขนาดใหญ่เช่นตะแกรงเลี้ยวเบนได้[ 15 ]

การวัดดังกล่าวช่วยให้สามารถปรับเทียบกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้ ซึ่งเป็นการขยายขีดความสามารถในการวัด สำหรับอิเล็กตรอนที่ไม่สัมพันธ์กับความเร็วแสงในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนความยาวคลื่นเดอ บรอยล์คือ: [ 16 ]

โดยที่Vคือแรงดันตกคร่อมทางไฟฟ้าที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่าน, m e คือมวลของอิเล็กตรอน, eคือประจุพื้นฐานและhคือค่าคงที่ของพลังค์ความยาวคลื่นนี้สามารถวัดได้ในแง่ของระยะห่างระหว่างอะตอมโดยใช้รูปแบบการเลี้ยวเบนของผลึก และสัมพันธ์กับเมตรผ่านการวัดทางแสงของระยะห่างของแลตติสบนผลึกเดียวกัน กระบวนการขยายการสอบเทียบนี้เรียกว่าการตรวจสอบย้อนกลับทางมาตรวิทยา [ 17 ] การใช้การตรวจสอบย้อนกลับทางมาตรวิทยาเพื่อเชื่อมโยงระบอบการวัดที่แตกต่างกันนั้นคล้ายกับแนวคิดเบื้องหลังบันไดระยะทางจักรวาลสำหรับช่วงความยาวทางดาราศาสตร์ที่แตกต่างกัน ทั้งสองสอบเทียบวิธีการวัดความยาวที่แตกต่างกันโดยใช้ช่วงการใช้งานที่ทับซ้อนกัน[ 18 ]

เป้าหมายที่อยู่ไกลและเคลื่อนที่

การวัดระยะเป็นเทคนิคที่ใช้วัดระยะทางหรือระยะเฉียงจากผู้สังเกตการณ์ไปยังเป้าหมาย โดยเฉพาะเป้าหมายที่อยู่ไกลและเคลื่อนที่[ 19 ]

วิธีการเชิงรุกใช้การส่งสัญญาณแบบทางเดียวและการสะท้อนแบบพาสซีฟ วิธีการวัดระยะเชิงรุก ได้แก่เลเซอร์ ( ไลดาร์ ), เรดาร์ , โซนาร์และการวัดระยะด้วยคลื่นอัลตราโซนิค

อุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ตรีโกณมิติ ในการวัดระยะทาง ได้แก่ เครื่องวัดระยะ แบบสตาเดียเมตริกเครื่อง วัดระยะแบบซินดิเคน ซ์และ เครื่องวัดระยะ แบบสเตอริโอสโคปิกวิธีการแบบเก่าที่ใช้ชุดข้อมูลที่ทราบ (โดยปกติคือระยะทางหรือขนาดของเป้าหมาย) ในการวัดนั้น มีการใช้งานอย่างสม่ำเสมอมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 18

การวัดระยะทางแบบพิเศษใช้การส่งสัญญาณที่ซิงโครไนซ์กันอย่างแม่นยำและการวัดเวลาเดินทาง ความแตกต่างของเวลาระหว่างสัญญาณที่ได้รับหลายสัญญาณจะถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดระยะทางที่แน่นอน (โดยการคูณด้วย ความเร็วแสง ) หลักการนี้ถูกนำมาใช้ในการนำทางด้วยดาวเทียมเมื่อใช้ร่วมกับแบบจำลองมาตรฐานของพื้นผิวโลก ตำแหน่งบนพื้นผิวนั้นสามารถกำหนดได้อย่างแม่นยำสูง วิธีการวัดระยะทางที่ไม่มีการซิงโครไนซ์เวลาที่แม่นยำของตัวรับสัญญาณเรียกว่าระยะทางเทียม (pseudorange ) ซึ่งใช้ในระบบระบุตำแหน่ง GPS เป็นต้น

ระบบอื่นๆ จะวัดระยะทางจากการวัดการแผ่รังสีแบบพาสซีฟเท่านั้น กล่าวคือ สัญญาณรบกวนหรือลักษณะการแผ่รังสี ของวัตถุจะสร้างสัญญาณที่ใช้ในการกำหนดระยะทาง วิธีการแบบ อะซิงโครนัส นี้ ต้องใช้การวัดหลายครั้งเพื่อให้ได้ระยะทางโดยการหาทิศทางหลายๆ จุด แทนที่จะปรับขนาด การส่งสัญญาณ แบบแอคทีฟ ให้เหมาะสม มิเช่นนั้น ระบบก็จะสามารถให้เพียงทิศทาง อย่างง่าย จากการวัดเพียงครั้งเดียวเท่านั้น

การนำค่าการวัดหลายๆ ค่ามารวมกันตามลำดับเวลาจะนำไปสู่การติดตามและตรวจสอบตำแหน่ง คำที่ใช้กันทั่วไปสำหรับวัตถุที่อยู่บนพื้นดินคือการ สำรวจ

เทคนิคอื่นๆ

การวัดขนาดของโครงสร้างเฉพาะที่ (ตรงข้ามกับอาร์เรย์ขนาดใหญ่ของอะตอมเช่นผลึก) เช่นในวงจรรวม สมัยใหม่ ทำได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนเครื่องมือนี้จะสะท้อนอิเล็กตรอนออกจากวัตถุที่จะวัดในห้องสุญญากาศสูง และอิเล็กตรอนที่สะท้อนจะถูกรวบรวมเป็นภาพโฟโตดีเทคเตอร์ซึ่งจะถูกตีความโดยคอมพิวเตอร์ นี่ไม่ใช่การวัดเวลาผ่าน แต่เป็นการวัดโดยการเปรียบเทียบการแปลงฟูริเยร์ของภาพกับผลลัพธ์ทางทฤษฎีจากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ วิธีการที่ซับซ้อนเช่นนี้จำเป็นต้องใช้เพราะภาพขึ้นอยู่กับเรขาคณิตสามมิติของคุณลักษณะที่วัดได้ เช่น เส้นขอบ และไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติหนึ่งหรือสองมิติเท่านั้น ข้อจำกัดพื้นฐานคือความกว้างของลำแสงและความยาวคลื่นของลำแสงอิเล็กตรอน (ซึ่งกำหนดการเลี้ยวเบน ) ซึ่งกำหนดโดยพลังงานของลำแสงอิเล็กตรอนดังที่ได้กล่าวไปแล้ว[ 20 ]การสอบเทียบการวัดด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนเหล่านี้ค่อนข้างยุ่งยาก เนื่องจากผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับวัสดุที่วัดและเรขาคณิตของวัสดุนั้น โดยทั่วไปแล้วความยาวคลื่นจะอยู่ที่0.5 อังสตรอมและความละเอียดโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ4 นาโนเมตร

เทคนิคมิติเล็กอื่นๆ ได้แก่กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมลำแสงไอออนแบบโฟกัสและกล้องจุลทรรศน์ไอออนฮีเลียมการสอบเทียบพยายามทำโดยใช้ตัวอย่างมาตรฐานที่วัดโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน (TEM) [ 21 ]

สเปกโทรสโก ปีแบบนิวเคลียร์โอเวอร์เฮาเซอร์เอฟเฟกต์ (NOESY) เป็น สเปกโทรสโกปีแบบนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ชนิดพิเศษที่สามารถวัดระยะห่างระหว่างอะตอมได้ หลักการของมันคือ การผ่อนคลายแบบไขว้ของสปินนิวเคลียร์หลังจากการกระตุ้นด้วยคลื่นวิทยุ ซึ่งขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างนิวเคลียส แตกต่างจากการจับคู่สปิน-สปิน NOESY สามารถแพร่กระจายผ่านอวกาศและไม่จำเป็นต้องมีพันธะระหว่างอะตอม ดังนั้นจึงเป็นการวัดระยะห่างที่แท้จริง ไม่ใช่การวัดทางเคมี และแตกต่างจากการวัดแบบการเลี้ยวเบน NOESY ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวอย่างที่เป็นผลึก แต่สามารถทำได้ในสถานะสารละลายและสามารถนำไปใช้กับสารที่ตกผลึกได้ยาก

การวัดระยะทางดาราศาสตร์

บันไดระยะทางจักรวาล ( หรือที่เรียกว่ามาตราส่วนระยะทางนอกกาแล็กซี) คือลำดับของวิธีการที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการกำหนดระยะทางไปยังวัตถุบนท้องฟ้าการ วัดระยะทาง โดยตรงของวัตถุทางดาราศาสตร์นั้นเป็นไปได้เฉพาะกับวัตถุที่ "ใกล้พอ" (ภายในระยะประมาณหนึ่งพันพาร์เซกหรือ)ระยะทางจากโลกถึงวัตถุที่อยู่ไกลออกไป นั้น (3 × 10¹⁶กม.) ล้วนขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่วัดได้ระหว่างวิธีการที่ใช้ได้ผลในระยะใกล้และวิธีการที่ใช้ได้ผลในระยะไกล วิธีการหลายวิธีอาศัย " เทียนมาตรฐาน"ซึ่งเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีความสว่าง ที่ทราบ ค่า

การเปรียบเทียบกับบันไดเกิดขึ้นเพราะไม่มีเทคนิคใดเทคนิคเดียวที่สามารถวัดระยะทางได้ทุกช่วงระยะที่พบในทางดาราศาสตร์ ดังนั้นจึงควรใช้วิธีหนึ่งในการวัดระยะทางระยะใกล้ ใช้อีกวิธีหนึ่งในการวัดระยะทางระยะใกล้ถึงระยะกลาง และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป แต่ละขั้นของบันไดเปรียบเสมือนข้อมูลที่สามารถนำมาใช้กำหนดระยะทางในขั้นที่สูงขึ้นไปได้

ระบบหน่วยอื่นๆ

ในระบบหน่วยบางระบบ ซึ่งแตกต่างจากระบบ SI ในปัจจุบัน ความยาวเป็นหน่วยพื้นฐาน (ตัวอย่างเช่นความยาวคลื่นในระบบ SI เดิม และโบร์ในระบบอะตอม ) และไม่ได้กำหนดโดยเวลาในการเดินทางของแสง อย่างไรก็ตาม แม้ในระบบหน่วยดังกล่าวการเปรียบเทียบความยาวสองค่าก็สามารถทำได้โดยการเปรียบเทียบเวลาในการเดินทางของแสงตามความยาวทั้งสอง วิธีการคำนวณเวลาในการเดินทางนี้อาจมีความแม่นยำมากกว่าหรือน้อยกว่าการกำหนดความยาวเป็นผลคูณของหน่วยความยาวพื้นฐานก็ได้

รายชื่ออุปกรณ์

อุปกรณ์สัมผัส

อุปกรณ์แบบไม่สัมผัส

อ้างอิงจากเวลาในการเดินทางของเครื่องบิน

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Rüeger, JM (1996). การวัดระยะทางด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ . เบอร์ลิน, ไฮเดลเบิร์ก: Springer Berlin Heidelberg. doi : 10.1007/978-3-642-80233-1 . ISBN 978-3-540-61159-2.

บทความนี้ได้นำเนื้อหาจากบทความ " Metre (unit) " ของ Citizendium มา ใช้ซึ่งได้รับอนุญาตภายใต้Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Licenseแต่ไม่ใช่ภายใต้GFDL

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Length_measurement&oldid=1313056963#Ranging "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การวัดความยาว

การวัดความยาว การวัดระยะทาง หรือ การวัดช่วง ( การหาช่วง ) ล้วนหมายถึงวิธีการต่างๆ มากมายใน การวัด ความ ยาว ระยะ ทาง หรือ ช่วง วิธีที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือการใช้ไม้บรรทัด...

ไม้บรรทัดมาตรฐาน

ไม้บรรทัด เป็น เครื่องมือวัดความยาวที่ง่ายที่สุด: ความยาวถูกกำหนดโดยเครื่องหมายที่พิมพ์หรือสลักไว้บนแท่งไม้ หน่วยเมตร ถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดยใช้ไม้บรรทัด ก่อนที่จะมีวิธีการวัดที่แม่นยำกว่าเกิดขึ้น

การวัดเวลาการขนส่ง

แนวคิดพื้นฐานของการวัดความยาวด้วยวิธีเวลาเดินทางคือการส่งสัญญาณจากปลายด้านหนึ่งของความยาวที่จะวัดไปยังอีกด้านหนึ่ง แล้วส่งกลับมาอีกครั้ง เวลาสำหรับการเดินทางไปกลับเรียกว่าเวลาเดินทาง Δt และความยาว ℓ จะเท่ากับ 2ℓ = Δt*"v" โดยที่ v...

การวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตร

ในสถานการณ์จริงหลายๆ สถานการณ์ และสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำ การวัดขนาดโดยใช้การวัดเวลาผ่านจะใช้เป็นเพียงตัวบ่งชี้เบื้องต้นของความยาวเท่านั้น และจะปรับปรุงให้ละเอียดขึ้นโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตร [ 3 ] [ 4 ] โดยทั่วไป...