Kielessä sitä käytetään lyhenteellä "Hz", englanniksi merkintää Hz käytetään tähän tarkoitukseen. Samanaikaisesti SI-järjestelmän sääntöjen mukaan, jos käytetään tämän yksikön lyhennettyä nimeä, sen jälkeen tulee olla , ja jos koko nimeä käytetään tekstissä, niin pienillä kirjaimilla.

Termin alkuperä

Nykyaikaiseen SI-järjestelmään otettu taajuusyksikkö sai nimensä vuonna 1930, kun Kansainvälinen sähkötekninen komissio teki vastaavan päätöksen. Se liittyi haluun säilyttää kuuluisan saksalaisen tiedemiehen Heinrich Hertzin muisto, joka antoi suuren panoksen tämän tieteen kehitykseen, erityisesti sähködynamiikan tutkimuksen alalla.

Sanan merkitys

Hertsejä käytetään kaikenlaisten värähtelyjen taajuuden mittaamiseen, joten sen käyttöalue on erittäin laaja. Esimerkiksi äänitaajuuksia, ihmisen sydämen lyöntiä ja sähköisiä värähtelyjä on tapana mitata hertsien lukumäärällä. magneettikenttä ja muut liikkeet, jotka toistetaan tietyin väliajoin. Esimerkiksi ihmisen sydämenlyöntitaajuus rauhallisessa tilassa on noin 1 Hz.

Pohjimmiltaan yksikkö tässä mittauksessa tulkitaan analysoitavan kohteen yhden sekunnin sisällä suorittamien värähtelyjen lukumääräksi. Tässä tapauksessa asiantuntijat sanovat, että värähtelytaajuus on 1 hertsi. Vastaavasti, Suuri määrä värähtelyä sekunnissa vastaa useampaa näistä yksiköistä. Siten muodollisesta näkökulmasta hertseinä merkitty suure on toisen käänteisluku.

Merkittäviä taajuusarvoja kutsutaan yleensä korkeiksi ja pienempiä taajuuksiksi mataliksi. Esimerkkejä korkeasta ja matalat taajuudet voivat toimia vaihtelevan voimakkuuden äänivärinänä. Esimerkiksi taajuudet alueella 16 - 70 Hz muodostavat niin kutsuttuja bassoääniä eli hyvin matalia ääniä, ja taajuudet välillä 0 - 16 Hz ovat ihmiskorvalle täysin kuulumattomia. Korkeimmat äänet, jotka ihminen kuulee, ovat 10-20 tuhatta hertsiä, ja äänet, joilla on enemmän korkeataajuus kuuluvat ultraäänien luokkaan, eli niihin, joita henkilö ei voi kuulla.

Korkeampien taajuusarvojen merkitsemiseksi nimitykseen "hertsi" on lisätty erityiset etuliitteet, jotka on suunniteltu helpottamaan tämän laitteen käyttöä. Lisäksi tällaiset etuliitteet ovat vakiona SI-järjestelmässä, eli niitä käytetään myös muiden kanssa fyysisiä määriä. Siten tuhatta hertsiä kutsutaan "kilohertsiksi", miljoonaksi "megahertsiksi", miljardiksi hertsiksi "gigahertsiksi".

Siemens (symboli: Cm, S) sähkönjohtavuuden mittayksikkö SI-järjestelmässä, ohmin käänteisluku. Ennen toista maailmansotaa (Neuvostoliitossa 1960-luvulle asti) siemens kutsuttiin vastusta vastaavalle sähkövastuksen yksikölle ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Becquerel. Becquerel (symboli: Bq, Bq) on radioaktiivisen lähteen aktiivisuuden mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Yksi becquerel määritellään lähteen aktiivisuudeksi ... ... Wikipediassa

Kandela (symboli: cd, cd) on yksi seitsemästä SI-järjestelmän perusmittayksiköstä, joka vastaa taajuudella 540·1012 hertsin monokromaattisen säteilyn lähteen tiettyyn suuntaan säteilemän valon voimakkuutta. jonka energinen intensiteetti on ... ... Wikipedia

Sievert (symboli: Sv, Sv) ionisoivan säteilyn efektiivisten ja ekvivalenttiannosten mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI), käytössä vuodesta 1979. 1 sievert on kilon absorboima energiamäärä... .. Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Newton. Newton (symboli: N) on kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) voimayksikkö. Hyväksytty kansainvälinen nimi on newton (nimitys: N). Newtonin johdettu yksikkö. Perustuu toiseen... ...Wikipediaan

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Siemens. Siemens (venäläinen nimitys: Sm; kansainvälinen nimitys: S) sähkönjohtavuuden mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI), ohmin käänteisluku. Muiden kautta... ...Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Pascal (merkityksiä). Pascal (symboli: Pa, kansainvälinen: Pa) paineen yksikkö (mekaaninen jännitys) kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Pascal on yhtä suuri kuin paine... ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Tesla. Tesla (venäläinen nimitys: T; kansainvälinen nimitys: T) magneettikentän induktion mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI), joka on numeerisesti yhtä suuri kuin tällaisen ... ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Harmaa. Harmaa (symboli: Gr, Gy) on ionisoivan säteilyn absorboituneen annoksen mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI). Imeytynyt annos on yhtä suuri kuin yksi harmaa, jos tulos on... ... Wikipedia

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Weber. Weber (symboli: Wb, Wb) magneettivuon mittayksikkö SI-järjestelmässä. Määritelmän mukaan magneettivuon muutos suljetun silmukan kautta nopeudella yksi weber sekunnissa indusoi... ... Wikipedia

Pituus- ja etäisyysmuunnin Massamuunnin Bulkki- ja ruokamäärän muunnin Pinta-alamuunnin Tilavuus- ja yksikkömuunnin kulinaarisia reseptejä Lämpötilamuunnin Paine, jännitys, Youngin moduulimuunnin Energia- ja työmuunnin Tehonmuunnin Voimanmuunnin Aikamuunnin Lineaarinen nopeusmuunnin Tasakulma Lämpötehokkuus ja muunnin polttoainetehokkuus Numeron muuntaja muotoon erilaisia ​​järjestelmiä merkinnät Tietomäärän mittayksiköiden muunnin Valuuttakurssit Naisten vaatteiden ja kenkien koot Miesten vaatteiden ja kenkien koot Kulmanopeus- ja pyörimistaajuusmuunnin Kiihtyvyysmuunnin Kulmakiihtyvyyden muunnin Tiheysmuunnin Ominaistilavuuden muunnin Hitausmomenttimuunnin Voiman momenttimuunnin Momentti muunnin Ominaislämmön muunnin (massan mukaan) ) Energiatiheys ja palamislämpötila (tilavuuden mukaan) Lämpölaajenemismuuntimen lämpövastusmuunnin Ominaislämmönjohtavuuden muunnin Ominaislämpökapasiteetin muunnin Energiaaltistus ja lämpösäteily tehonmuunnin vuontiheysmuunnin Lämmönsiirtokertoimen muunnin Tilavuusvirtamuunnin Massavirtauksen muunnin Muunnin molaarivirtaus Massavirtauksen tiheyden muunnin Molaarikonsentraatiomuunnin Massapitoisuuden muuntaja liuoksessa Dynaaminen (absoluuttinen) viskositeetin muunnin Kinemaattinen viskositeetin muunnin Pintajännitysmuunnin Höyrynläpäisevyyden muunnin Vesihöyryvirtauksen tiheyden muunnin Tasomuunnin Mikrofonin herkkyysmuunnin Tasomuunnin äänenpaine(SPL) Äänenpainetason muunnin valittavalla vertailupaineella Kirkkausmuunnin Valonvoimakkuuden muunnin Valonvoimakkuuden muunnin Resoluutiomuunnin tietokonegrafiikka Taajuus- ja aallonpituusmuunnin Diopteritehon ja polttovälin diopteritehon ja linssin suurennusmuunnin (×) sähkövaraus Lineaarinen varaustiheysmuunnin Pintavaraustiheysmuunnin Tilavuusvaraustiheysmuunnin Sähkövirtamuunnin Lineaarinen virrantiheysmuunnin Pintavirrantiheysmuunnin Sähkökenttävoimakkuusmuunnin Sähköstaattinen potentiaali- ja jännitteenmuunnin Sähkövastusmuunnin Sähkövastusmuunnin Sähkönjohtavuusmuunnin Sähkönjohtavuusmuunnin amerikkalainen sähkökapasitanssin muunnin Induktanssi mittarin muunnin Tasot dBm (dBm tai dBmW), dBV (dBV), watteina ja muina yksiköinä Magnetomotorinen voimanmuunnin Magneettikentän voimakkuusmuunnin Magneettivuon muunnin Magneetti-induktiomuunnin Säteily. Ionisoivan säteilyn absorboitunut annosnopeusmuunnin Radioaktiivisuus. Radioaktiivinen hajoamismuunnin Säteily. Altistuksen annoksen muuntaja Säteily. Absorboitunut annosmuunnin Desimaalietuliitemuunnin Tiedonsiirto Typografia- ja kuvankäsittelyyksikkömuunnin Puun tilavuusyksikkömuunnin Moolimassan laskenta Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen taulukko, D. I. Mendeleev

1 megahertsi [MHz] = 0,001 gigahertsiä [GHz]

Alkuarvo

Muunnettu arvo

hertsi eksahertsi petahertsi terahertsi gigahertsi megahertsi kilohertsi hektohertsi dekahertsi dekahertsi dekahertsi senttihertsi millihertsi mikrohertsi nanohertsi pikohertsi femtohertsi attohertsi sykliä sekunnissa aallonpituus ekametreinä aallonpituus gigahertsi aallonmittaina aallonpituuksina aallonpituus megametreinä aallonpituus kilometreinä aallonpituus hehtometreinä aallonpituus dekametreinä aallonpituus metreinä aallonpituus desimetreinä aallonpituus senttimetreinä aallonpituus millimetreinä aallonpituus mikrometreinä Compton elektronin aallonpituus Compton protonin aallonpituus Compton neutronin aallonpituus kierrosta sekunnissa kierrosta minuutissa kierrosta tunnissa kierrosta per päivä

Lämpötehokkuus ja polttoainetehokkuus

Lisää taajuudesta ja aallonpituudesta

Yleistä tietoa

Taajuus

Taajuus on suure, joka mittaa, kuinka usein tietty jaksollinen prosessi toistetaan. Fysiikassa taajuutta käytetään kuvaamaan aaltoprosessien ominaisuuksia. Aaltotaajuus on aaltoprosessin täydellisten jaksojen lukumäärä aikayksikköä kohti. Taajuuden SI-yksikkö on hertsi (Hz). Yksi hertsi vastaa yhtä värähtelyä sekunnissa.

Aallonpituus

On olemassa monia erilaisia ​​tyyppejä aallot luonnossa tuulen aiheuttamista meren aalloista sähkömagneettisiin aaltoihin. Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet riippuvat aallonpituudesta. Tällaiset aallot on jaettu useisiin tyyppeihin:

• Gammasäteet joiden aallonpituudet ovat jopa 0,01 nanometriä (nm).
• röntgenkuvat aallonpituudella - 0,01 nm - 10 nm.
• Aallot ultraviolettialue, joiden pituus on 10-380 nm. Ne ovat ihmissilmälle näkymättömiä.
• Valo sisään spektrin näkyvä osa aallonpituudella 380-700 nm.
• Näkymätön ihmisille infrapunasäteily aallonpituuksilla 700 nm - 1 millimetri.
• Infrapuna-aaltoja seuraavat mikroaaltouuni, aallonpituuksilla 1 millimetristä 1 metriin.
• Pisin - radioaallot. Niiden pituus alkaa 1 metristä.

Tämä artikkeli käsittelee sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti valoa. Siinä keskustellaan siitä, kuinka aallonpituus ja taajuus vaikuttavat valoon, mukaan lukien näkyvä spektri, ultravioletti- ja infrapunasäteily.

Elektromagneettinen säteily

Sähkömagneettinen säteily on energiaa, jonka ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin aalloilla ja hiukkasilla. Tätä ominaisuutta kutsutaan aalto-partikkeli-kaksoisiksi. Sähkömagneettiset aallot koostuvat magneettisesta aallosta ja sitä vastaan ​​kohtisuorassa olevasta sähköaalosta.

Sähkömagneettisen säteilyn energia on seurausta fotoneiksi kutsuttujen hiukkasten liikkeestä. Mitä korkeampi säteilytaajuus, sitä aktiivisempia ne ovat ja sitä enemmän ne voivat aiheuttaa haittaa elävien organismien soluille ja kudoksille. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeampi säteilyn taajuus, sitä enemmän energiaa ne kuljettavat. Suurempi energia antaa heille mahdollisuuden muuttaa niiden aineiden molekyylirakennetta, joihin he vaikuttavat. Tästä syystä ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteily ovat niin haitallisia eläimille ja kasveille. Valtava osa tästä säteilystä on avaruudessa. Se on läsnä myös maan päällä siitä huolimatta otsonikerros Maapalloa ympäröivä ilmakehä estää suurimman osan siitä.

Sähkömagneettinen säteily ja ilmakehä

Maan ilmakehä päästää vain sähkömagneettista säteilyä läpi tietyllä taajuudella. Maan ilmakehä estää useimmat gamma-, röntgen-, ultravioletti-, infrapuna- ja pitkät radioaallot. Ilmakehä imee ne itseensä eikä päästä niitä eteenpäin. Jotkut sähkömagneettiset aallot, erityisesti lyhytaaltosäteily, heijastuvat ionosfääristä. Kaikki muu säteily osuu maan pintaan. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa eli kauempana maan pinnasta on enemmän säteilyä kuin alemmissa kerroksissa. Siksi mitä korkeammalle menet, sitä vaarallisempaa on eläville organismeille olla siellä ilman suojapukuja.

Ilmakehä päästää pienen määrän ultraviolettivaloa maahan, ja se on haitallista iholle. Ultraviolettisäteiden takia ihmiset palavat auringossa ja voivat jopa saada ihosyövän. Toisaalta jotkut ilmakehän välittämät säteet ovat hyödyllisiä. Esimerkiksi infrapunasäteitä, jotka osuvat maan pintaan, käytetään tähtitieteessä - infrapunateleskoopit tarkkailevat tähtitieteellisten esineiden lähettämiä infrapunasäteitä. Mitä korkeammalla olet maan pinnasta, sitä enemmän infrapunasäteilyä on, minkä vuoksi kaukoputket asennetaan usein vuoren huipulle ja muille korkeuksille. Joskus ne lähetetään avaruuteen parantamaan infrapunasäteiden näkyvyyttä.

Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde

Taajuus ja aallonpituus ovat kääntäen verrannollisia toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että aallonpituuden kasvaessa taajuus pienenee ja päinvastoin. Se on helppo kuvitella: jos aaltoprosessin värähtelytaajuus on korkea, värähtelyjen välinen aika on paljon lyhyempi kuin aalloilla, joiden värähtelytaajuus on pienempi. Jos kuvittelet aallon kaaviossa, sen huippujen välinen etäisyys on pienempi, mitä enemmän se värähtelee tietyssä ajassa.

Aallon etenemisnopeuden määrittämiseksi väliaineessa on tarpeen kertoa aallon taajuus sen pituudella. Sähkömagneettiset aallot tyhjiössä kulkevat aina samalla nopeudella. Tämä nopeus tunnetaan valonnopeudena. Se vastaa 299 792 458 metriä sekunnissa.

Kevyt

Näkyvä valo on sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus ja aallonpituus määräävät sen värin.

Aallonpituus ja väri

Näkyvän valon lyhin aallonpituus on 380 nanometriä. Se on violetti, jota seuraa sininen ja syaani, sitten vihreä, keltainen, oranssi ja lopuksi punainen. Valkoinen valo koostuu kaikista väreistä kerralla, eli valkoiset esineet heijastavat kaikkia värejä. Tämä voidaan nähdä käyttämällä prismaa. Sen sisään tuleva valo taittuu ja asettuu väriraidaksi samassa järjestyksessä kuin sateenkaaressa. Tämä sarja on väreistä, joilla on lyhin aallonpituus pisimpään. Aineen valon etenemisnopeuden riippuvuutta aallonpituudesta kutsutaan dispersioksi.

Sateenkaaret muodostetaan samalla tavalla. Sateen jälkeen ilmakehään hajallaan olevat vesipisarat käyttäytyvät samalla tavalla kuin prisma ja taittavat jokaisen aallon. Sateenkaaren värit ovat niin tärkeitä, että monilla kielillä on muistotekniikka, eli tekniikka sateenkaaren värien muistamiseen, joka on niin yksinkertainen, että jopa lapset muistavat ne. Monet venäjää puhuvat lapset tietävät, että "Jokainen metsästäjä haluaa tietää, missä fasaani istuu." Jotkut ihmiset keksivät omat muistionsa, ja tämä on erityisen hyödyllinen harjoitus lapsille, koska keksimällä oman menetelmänsä sateenkaaren värien muistamiseen, he muistavat ne nopeammin.

Valo, jolle ihmissilmä on herkin, on vihreä, ja sen aallonpituus on 555 nm kirkkaassa ympäristössä ja 505 nm hämärässä ja pimeässä. Kaikki eläimet eivät osaa erottaa värejä. Esimerkiksi kissoilla ei ole kehittynyt värinäkö. Toisaalta jotkut eläimet näkevät värit paljon paremmin kuin ihmiset. Esimerkiksi jotkut lajit näkevät ultravioletti- ja infrapunavaloa.

Valon heijastus

Esineen väri määräytyy sen pinnalta heijastuneen valon aallonpituuden mukaan. Valkoiset esineet heijastavat kaikki näkyvän spektrin aallot, kun taas mustat objektit päinvastoin absorboivat kaikki aallot eivätkä heijasta mitään.

Yksi luonnonmateriaaleista, joilla on korkea dispersiokerroin, on timantti. Oikein käsitellyt timantit heijastavat valoa sekä ulko- että sisäpinnalta ja taittavat sen, aivan kuten prisma. On tärkeää, että suurin osa tästä valosta heijastuu ylöspäin, kohti silmää, eikä esimerkiksi alaspäin, kehyksen sisään, missä se ei ole näkyvissä. Suuren hajoamiskykynsä ansiosta timantit loistavat erittäin kauniisti auringossa ja kellossa keinotekoinen valaistus. Timantin tapaan leikattu lasi myös loistaa, mutta ei niin paljon. Tämä johtuu siitä, että kemiallisen koostumuksensa vuoksi timantit heijastavat valoa paljon paremmin kuin lasi. Timantteja leikattaessa käytetyt kulmat ovat äärimmäisen tärkeitä, koska liian terävät tai tylpät kulmat joko estävät valon heijastumisen sisäseinistä tai heijastavat valoa ympäristöön, kuten kuvassa.

Spektroskopia

Spektrianalyysiä tai spektroskopiaa käytetään joskus aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen. Tämä menetelmä on erityisen hyvä, jos aineen kemiallista analyysiä ei voida suorittaa suoraan sen kanssa työskentelemällä, esimerkiksi määritettäessä tähtien kemiallista koostumusta. Kun tiedetään, mitä sähkömagneettista säteilyä keho absorboi, voidaan määrittää, mistä se koostuu. Absorptiospektroskopia, joka on yksi spektroskopian haaroista, määrittää, mitä säteilyä keho absorboi. Tällainen analyysi voidaan tehdä etäältä, joten sitä käytetään usein tähtitieteessä sekä työskentelyssä myrkyllisten ja vaarallisten aineiden kanssa.

Sähkömagneettisen säteilyn esiintymisen määrittäminen

Näkyvä valo, kuten kaikki sähkömagneettinen säteily, on energiaa. Mitä enemmän energiaa säteilee, sitä helpompi tämä säteily on mitata. Säteilevän energian määrä vähenee aallonpituuden kasvaessa. Näkö on mahdollista juuri siksi, että ihmiset ja eläimet tunnistavat tämän energian ja tuntevat eron eri aallonpituuksilla olevan säteilyn välillä. Silmä havaitsee eripituisen sähkömagneettisen säteilyn erivärisinä. Tämän periaatteen mukaisesti eivät toimi vain eläinten ja ihmisten silmät, vaan myös ihmisten luomat tekniikat sähkömagneettisen säteilyn käsittelemiseksi.

Näkyvä valo

Ihmiset ja eläimet näkevät monenlaista sähkömagneettista säteilyä. Useimmat ihmiset ja esimerkiksi eläimet reagoivat näkyvä valo, ja jotkut eläimet reagoivat myös ultravioletti- ja infrapunasäteisiin. Kaikilla eläimillä ei ole kykyä erottaa värejä - jotkut näkevät vain eron vaaleiden ja tummien pintojen välillä. Aivomme määrittävät värin tällä tavalla: sähkömagneettisen säteilyn fotonit pääsevät silmään verkkokalvolle ja sen läpi virittävät kartioita, silmän fotoreseptoreita. Tämän seurauksena signaali välittyy hermoston kautta aivoihin. Silmissä on kartioiden lisäksi myös muita valoreseptoreita, sauvoja, mutta ne eivät pysty erottamaan värejä. Niiden tarkoituksena on määrittää valon kirkkaus ja voimakkuus.

Silmässä on yleensä useita eri tyyppisiä kartioita. Ihmisiä on kolme tyyppiä, joista jokainen absorboi valon fotoneja tietyillä aallonpituuksilla. Kun ne imeytyvät, tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka seurauksena aivoihin lähetetään hermoimpulsseja, joissa on tietoa aallonpituudesta. Aivojen visuaalinen aivokuori käsittelee näitä signaaleja. Tämä on aivojen alue, joka vastaa äänen havaitsemisesta. Jokainen kartiotyyppi on vastuussa vain tietynpituisista aallonpituuksista, joten täydellisen kuvan saamiseksi väristä lasketaan yhteen kaikista kartioista saadut tiedot.

Joillakin eläimillä on jopa enemmän kartioita kuin ihmisillä. Esimerkiksi joillakin kala- ja lintulajilla on neljästä viiteen tyyppiä. Mielenkiintoista on, että joidenkin eläinten naarailla on enemmän käpyjä kuin miehillä. Joidenkin lintujen, kuten lokkien, jotka pyydystävät saalista vedessä tai veden pinnalla, käpyissä on keltaisia ​​tai punaisia ​​öljypisaroita, jotka toimivat suodattimena. Tämä auttaa heitä näkemään enemmän värejä. Matelijoiden silmät on suunniteltu samalla tavalla.

Infrapunavalo

Käärmeillä, toisin kuin ihmisillä, ei ole vain visuaalisia reseptoreita, vaan myös aistielimiä, jotka reagoivat infrapunasäteily. Ne imevät infrapunasäteiden energiaa eli reagoivat lämpöön. Jotkut laitteet, kuten yönäkölaitteet, reagoivat myös infrapunasäteilijän tuottamaan lämpöön. Tällaisia ​​laitteita käytetään armeijassa sekä tilojen ja alueen turvallisuuden varmistamiseksi. Eläimet, jotka näkevät infrapunavaloa, ja laitteet, jotka voivat tunnistaa sen, eivät näe vain kohteita, jotka ovat niiden näkökentässä Tämä hetki, mutta myös jälkiä esineistä, eläimistä tai ihmisistä, jotka olivat paikalla aiemmin, jos liian kauan ei ole kulunut. Esimerkiksi käärmeet voivat nähdä, ovatko jyrsijät kaivaneet kuoppaa maahan, ja yönäkölaitteita käyttävät poliisit voivat nähdä, onko rikoksen todisteita, kuten rahaa, huumeita tai jotain muuta, piilotettu hiljattain maahan. . Infrapunasäteilyn tallentamiseen tarkoitettuja laitteita käytetään teleskoopeissa sekä säiliöiden ja kameroiden vuotojen varalta. Niiden avulla lämpövuodon sijainti voidaan nähdä selvästi. Lääketieteessä infrapunavalokuvia käytetään diagnostisiin tarkoituksiin. Taiteen historiassa - määrittää, mitä ylimmän maalikerroksen alla on kuvattu. Pimeänäkölaitteita käytetään tilojen suojaamiseen.

UV-valo

Jotkut kalat näkevät UV-valo. Niiden silmät sisältävät pigmenttiä, joka on herkkä ultraviolettisäteille. Kalan iho sisältää ultraviolettivaloa heijastavia alueita, jotka ovat näkymättömiä ihmisille ja muille eläimille - joita käytetään usein eläinkunnassa eläinten sukupuolen merkitsemiseen sekä sosiaalisiin tarkoituksiin. Jotkut linnut näkevät myös ultraviolettivaloa. Tämä taito on erityisen tärkeä parittelukaudella, jolloin linnut etsivät potentiaalisia parvereita. Joidenkin kasvien pinnat heijastavat myös ultraviolettivaloa hyvin, ja sen näkeminen auttaa ruoan löytämisessä. Kalojen ja lintujen lisäksi jotkut matelijat näkevät ultraviolettivaloa, kuten kilpikonnat, liskot ja vihreät leguaanit (kuvitettu).

Ihmissilmä, kuten eläimen silmät, imee ultraviolettivaloa, mutta ei pysty käsittelemään sitä. Ihmisillä se tuhoaa silmän soluja, erityisesti sarveiskalvossa ja linssissä. Tämä puolestaan ​​aiheuttaa erilaisia ​​sairauksia ja jopa sokeutta. Vaikka ultraviolettivalo on haitallista näkökyvylle, ihmiset ja eläimet tarvitsevat pieniä määriä D-vitamiinin tuottamiseen. Ultraviolettisäteilyä, kuten infrapunaa, käytetään monilla teollisuudenaloilla, esimerkiksi lääketieteessä desinfiointiin, tähtitiedessä tähtien ja muiden esineiden havainnointiin ja kemia nestemäisten aineiden kiinteyttämiseen sekä visualisointiin eli kaavioiden luomiseen aineiden jakautumisesta tietyssä tilassa. Ultraviolettivalon avulla väärennetyt setelit ja passit havaitaan, jos niihin on painettu erikoismusteella merkkejä, jotka voidaan tunnistaa ultraviolettivalolla. Asiakirjaväärennösten tapauksessa UV-lamppu ei aina auta, sillä rikolliset käyttävät joskus oikeaa asiakirjaa ja korvaavat siinä olevan valokuvan tai muun tiedon niin, että UV-lampun merkintä jää jäljelle. Ultraviolettivalolle on myös monia muita käyttötapoja.

Värisokeus

Näköhäiriöiden vuoksi jotkut ihmiset eivät pysty erottamaan värejä. Tätä ongelmaa kutsutaan värisokeudeksi tai värisokeudeksi, ja se on nimetty sen henkilön mukaan, joka kuvaili ensimmäisen kerran tämän näköominaisuuden. Joskus ihmiset eivät näe värejä vain tietyllä aallonpituudella, ja joskus he eivät näe värejä ollenkaan. Usein syynä ovat alikehittyneet tai vaurioituneet fotoreseptorit, mutta joissain tapauksissa ongelmana on hermopolkujen, kuten näkökuoren, jossa väritietoa käsitellään, vaurioituminen. Monissa tapauksissa tämä tila aiheuttaa haittoja ja ongelmia ihmisille ja eläimille, mutta joskus kyvyttömyys erottaa värejä päinvastoin on etu. Tämän vahvistaa se tosiasia, että monien vuosien evoluutiosta huolimatta monilla eläimillä ei ole kehittynyt värinäköä. Värisokeat ihmiset ja eläimet voivat esimerkiksi nähdä selvästi muiden eläinten naamioinnin.

Värisokeuden eduista huolimatta sitä pidetään ongelmana yhteiskunnassa, ja jotkut ammatit ovat suljettuja värisokeudelta. He eivät yleensä voi saada täydellisiä oikeuksia lentää lentokoneella ilman rajoituksia. Monissa maissa näillä ihmisillä on myös rajoituksia ajokorttinsa suhteen, ja joissain tapauksissa he eivät voi saada ajokorttia ollenkaan. Siksi he eivät aina löydä työpaikkaa, jossa heidän tarvitsee ajaa autoa, lentokonetta tai muita ajoneuvoja. Heillä on myös vaikeuksia löytää töitä, joissa kyky tunnistaa ja käyttää värejä on tärkeää. Heidän on esimerkiksi vaikea ryhtyä suunnittelijoiksi tai työskennellä ympäristössä, jossa väriä käytetään signaalina (esimerkiksi vaarasta).

Parhaillaan tehdään töitä suotuisampien olosuhteiden luomiseksi värisokeudesta kärsiville. Esimerkiksi on taulukoita, joissa värit vastaavat kylttejä, ja joissain maissa näitä kylttejä käytetään laitoksissa ja julkisilla paikoilla värien ohella. Jotkut suunnittelijat eivät käytä tai rajoita värien käyttöä välittämiseen tärkeää tietoa hänen teoksissaan. Värin sijasta tai sen rinnalla he käyttävät kirkkautta, tekstiä ja muita keinoja tiedon korostamiseen, jotta myös värisokeat voivat saada täysin suunnittelijan välittämän tiedon. Useimmissa tapauksissa värisokeat eivät pysty erottamaan punaista ja vihreää, joten suunnittelijat joskus korvaavat yhdistelmän "punainen = vaara, vihreä = okei" punaisella ja sinisellä. Suurin osa käyttöjärjestelmät Niiden avulla voit myös säätää värejä niin, että värisokeat voivat nähdä kaiken.

Väri konenäössä

Värillinen tietokonenäkö on nopeasti kasvava tekoälyn ala. Viime aikoihin asti suurin osa työstä tällä alalla tehtiin yksivärisillä kuvilla, mutta nyt yhä useammat tieteelliset laboratoriot työskentelevät värien kanssa. Joitakin yksiväristen kuvien käsittelyyn tarkoitettuja algoritmeja käytetään myös värikuvien käsittelyyn.

Sovellus

Tietokonenäköä käytetään useilla teollisuudenaloilla, kuten robottien, itseohjautuvien autojen ja miehittämättömien ilma-alusten ohjaamisessa. Se on hyödyllinen tietoturva-alalla esimerkiksi ihmisten ja esineiden tunnistamiseen valokuvista, tietokannoista etsimiseen, esineiden liikkeen seuraamiseen värin mukaan jne. Liikkuvien kohteiden sijainnin määrittäminen antaa tietokoneen määrittää suunnan, johon henkilö katsoo, tai seurata autojen, ihmisten, käsien ja muiden esineiden liikettä.

Tuntemattomien esineiden tunnistamiseksi oikein on tärkeää tietää niiden muoto ja muut ominaisuudet, mutta tiedot väristä eivät ole niin tärkeitä. Kun työskentelet tuttujen esineiden kanssa, väri päinvastoin auttaa tunnistamaan ne nopeammin. Värien kanssa työskentely on myös kätevää, koska väritietoa voidaan saada jopa matalaresoluutioisista kuvista. Esineen muodon tunnistaminen sen värin sijaan vaatii korkeaa resoluutiota. Värien käyttäminen objektin muodon sijaan mahdollistaa kuvankäsittelyn lyhentämisen ja tietokoneen resurssien käytön. Väri auttaa tunnistamaan samanmuotoiset esineet, ja sitä voidaan käyttää myös merkkinä tai merkkinä (esim. punainen on vaaramerkki). Tässä tapauksessa sinun ei tarvitse tunnistaa tämän merkin muotoa tai siihen kirjoitettua tekstiä. YouTube-sivustolla on monia mielenkiintoisia esimerkkejä värien käytöstä. konenäkö.

Käsitellään väritietoja

Tietokoneen käsittelemät valokuvat ovat joko käyttäjien lataamia tai ne on otettu sisäänrakennetulla kameralla. Digitaalisen valokuvauksen ja videokuvauksen prosessi hallitaan hyvin, mutta näiden kuvien käsittelyyn, erityisesti värillisiin, liittyy monia vaikeuksia, joista monia ei ole vielä ratkaistu. Tämä johtuu siitä, että värinäkö ihmisillä ja eläimillä on hyvin monimutkaista, eikä ihmisen näön kaltaisen tietokonenäön luominen ole helppoa. Näkö, kuten kuulo, perustuu sopeutumiseen ympäristöön. Äänen havaitseminen ei riipu pelkästään äänen taajuudesta, äänenpaineesta ja kestosta, vaan myös muiden äänien läsnäolosta tai poissaolosta ympäristössä. Sama koskee näköä - värin havaitseminen ei riipu vain taajuudesta ja aallonpituudesta, vaan myös ympäristön ominaisuuksista. Esimerkiksi ympäröivien esineiden värit vaikuttavat värikäsitykseen.

Evoluution näkökulmasta tällainen sopeutuminen on välttämätöntä, jotta voimme tottua ympäristöön ja lakata kiinnittämästä huomiota merkityksettömiin elementteihin ja ohjata täyden huomiomme ympäristön muuttumiseen. Tämä on välttämätöntä petoeläinten havaitsemiseksi ja ravinnon löytämiseksi. Joskus tästä sopeutumisesta johtuu optisia illuusioita. Esimerkiksi ympäröivien esineiden väristä riippuen havaitsemme kahden kohteen värin eri tavalla, vaikka ne heijastavat valoa samalla aallonpituudella. Kuvassa on esimerkki tällaisesta optisesta harhasta. Ruskea neliö kuvan yläosassa (toinen rivi, toinen sarake) näyttää vaaleammalta kuin ruskea neliö kuvan alaosassa (viides rivi, toinen sarake). Itse asiassa niiden värit ovat samat. Vaikka tiedämme tämän, havaitsemme ne silti eri väreinä. Koska käsityksemme väristä on niin monimutkainen, ohjelmoijien on vaikea kuvata kaikkia näitä tietokonenäköalgoritmien vivahteita. Näistä vaikeuksista huolimatta olemme jo saavuttaneet paljon tällä alalla.

Unit Converter -artikkelit on toimittanut ja kuvittanut Anatoli Zolotkov

Onko mittayksiköiden kääntäminen kielestä toiseen vaikeaa? Kollegat ovat valmiita auttamaan sinua. Lähetä kysymys TCTermsissä ja saat vastauksen muutamassa minuutissa.

Pituus- ja etäisyysmuunnin Massamuunnin Bulkkituotteiden ja elintarvikkeiden tilavuusmittausten muunnin Pinta-alamuunnin Kulinaaristen reseptien tilavuuden ja mittayksiköiden muuntaja Lämpötilamuunnin Paineen, mekaanisen rasituksen, Youngin moduulin muunnin Energian ja työn muuntaja Tehon muunnin Voiman muunnin Ajanmuunnin Lineaarinen nopeusmuunnin Tasakulmamuunnin lämpöhyötysuhteen ja polttoainetehokkuuden muuntaja Eri numerojärjestelmien lukujen muuntaja Tiedon määrän mittayksiköiden muuntaja Valuuttakurssit Naisten vaatteet ja kenkäkoot Miesten vaatteet ja kenkäkoot Kulmanopeus- ja pyörimistaajuusmuuttaja Kiihtyvyysmuunnin Kulmakiihtyvyysmuunnin Tiheysmuunnin Ominaistilavuuden muunnin Hitausmomenttimuunnin Voiman momenttimuunnin Momentinmuunnin Ominaislämpö muunnin (massan mukaan) Muuntimen energiatiheys ja ominaislämpö (tilavuuden mukaan) Lämpölaajenemismuuntimen kerroin Lämpövastusmuunnin Lämmönjohtavuusmuunnin Ominaislämpökapasiteetin muunnin Energiaaltistuksen ja lämpösäteilyn tehomuunnin Lämpövuon tiheysmuunnin Lämmönsiirtokertoimen muunnin Tilavuusvirtamuunnin Massavirtauksen muunnin Molaarivirtauksen muuntaja Massavirtauksen tiheyden muunnin Molaarikonsentraatiomuunnin Liuoksen massakonsentraatio Dynaaminen (absoluuttinen) viskositeettimuunnin Kinemaattinen viskositeettimuunnin Pintajännitysmuunnin Höyrynläpäisevyyden muuntaja Vesihöyryvirtauksen tiheyden muuntaja Äänitasomuunnin Mikrofonin herkkyysmuunnin Muunnin Äänenpainetaso (SPL) Äänenpainetason muunnin valittavalla referenssipaineella Luminanssin muuntaja Valonvoimakkuuden muuntaja Tietokoneen valovoimakkuuden muuntaja Valonvoimakkuus ja Grafiikka Aallonpituusmuunnin Diopteriteho ja polttopituus Diopteriteho ja linssin suurennus (×) Muunnin sähkövaraus Lineaarinen varaustiheyden muunnin Pintavaraustiheyden muunnin Tilavuusvaraustiheyden muunnin Sähkövirran muunnin Lineaarisen virrantiheyden muuntaja Pintavirrantiheyden muuntaja Sähkökentänvoimakkuuden muunnin Sähköstaattisen potentiaalin ja jännitteen muunnin Sähkövastusmuunnin Sähkövastusmuunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkönjohtavuuden muunnin Sähkökapasitanssin induktanssimuunnin American Wire Gauge -muunnin Tasot dBm (dBm tai dBm), dBV (dBV), watteina jne. yksiköt Magnetomotorinen voimamuunnin Magneettikentän voimakkuusmuunnin Magneettivuon muunnin Magneettiinduktiomuunnin Säteily. Ionisoivan säteilyn absorboitunut annosnopeusmuunnin Radioaktiivisuus. Radioaktiivinen hajoamismuunnin Säteily. Altistuksen annoksen muuntaja Säteily. Absorboitunut annosmuunnin Desimaalietuliitemuunnin Tiedonsiirto Typografia- ja kuvankäsittelyyksikkömuunnin Puun tilavuusyksikkömuunnin Moolimassan laskenta Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen taulukko, D. I. Mendeleev

1 gigahertsi [GHz] = 1000000000 hertsiä [Hz]

Alkuarvo

Muunnettu arvo

hertsi eksahertsi petahertsi terahertsi gigahertsi megahertsi kilohertsi hektohertsi dekahertsi dekahertsi dekahertsi senttihertsi millihertsi mikrohertsi nanohertsi pikohertsi femtohertsi attohertsi sykliä sekunnissa aallonpituus ekametreinä aallonpituus gigahertsi aallonmittaina aallonpituuksina aallonpituus megametreinä aallonpituus kilometreinä aallonpituus hehtometreinä aallonpituus dekametreinä aallonpituus metreinä aallonpituus desimetreinä aallonpituus senttimetreinä aallonpituus millimetreinä aallonpituus mikrometreinä Compton elektronin aallonpituus Compton protonin aallonpituus Compton neutronin aallonpituus kierrosta sekunnissa kierrosta minuutissa kierrosta tunnissa kierrosta per päivä

Lisää taajuudesta ja aallonpituudesta

Yleistä tietoa

Taajuus

Taajuus on suure, joka mittaa, kuinka usein tietty jaksollinen prosessi toistetaan. Fysiikassa taajuutta käytetään kuvaamaan aaltoprosessien ominaisuuksia. Aaltotaajuus on aaltoprosessin täydellisten jaksojen lukumäärä aikayksikköä kohti. Taajuuden SI-yksikkö on hertsi (Hz). Yksi hertsi vastaa yhtä värähtelyä sekunnissa.

Aallonpituus

Luonnossa on monia erilaisia ​​aaltoja tuulen aiheuttamista meren aalloista sähkömagneettisiin aaltoihin. Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet riippuvat aallonpituudesta. Tällaiset aallot on jaettu useisiin tyyppeihin:

• Gammasäteet joiden aallonpituudet ovat jopa 0,01 nanometriä (nm).
• röntgenkuvat aallonpituudella - 0,01 nm - 10 nm.
• Aallot ultraviolettialue, joiden pituus on 10-380 nm. Ne ovat ihmissilmälle näkymättömiä.
• Valo sisään spektrin näkyvä osa aallonpituudella 380-700 nm.
• Näkymätön ihmisille infrapunasäteily aallonpituuksilla 700 nm - 1 millimetri.
• Infrapuna-aaltoja seuraavat mikroaaltouuni, aallonpituuksilla 1 millimetristä 1 metriin.
• Pisin - radioaallot. Niiden pituus alkaa 1 metristä.

Tämä artikkeli käsittelee sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti valoa. Siinä keskustellaan siitä, kuinka aallonpituus ja taajuus vaikuttavat valoon, mukaan lukien näkyvä spektri, ultravioletti- ja infrapunasäteily.

Elektromagneettinen säteily

Sähkömagneettinen säteily on energiaa, jonka ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin aalloilla ja hiukkasilla. Tätä ominaisuutta kutsutaan aalto-partikkeli-kaksoisiksi. Sähkömagneettiset aallot koostuvat magneettisesta aallosta ja sitä vastaan ​​kohtisuorassa olevasta sähköaalosta.

Sähkömagneettisen säteilyn energia on seurausta fotoneiksi kutsuttujen hiukkasten liikkeestä. Mitä korkeampi säteilytaajuus, sitä aktiivisempia ne ovat ja sitä enemmän ne voivat aiheuttaa haittaa elävien organismien soluille ja kudoksille. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeampi säteilyn taajuus, sitä enemmän energiaa ne kuljettavat. Suurempi energia antaa heille mahdollisuuden muuttaa niiden aineiden molekyylirakennetta, joihin he vaikuttavat. Tästä syystä ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteily ovat niin haitallisia eläimille ja kasveille. Valtava osa tästä säteilystä on avaruudessa. Sitä esiintyy myös maapallolla huolimatta siitä, että Maata ympäröivän ilmakehän otsonikerros peittää suurimman osan siitä.

Sähkömagneettinen säteily ja ilmakehä

Maan ilmakehä päästää vain sähkömagneettista säteilyä läpi tietyllä taajuudella. Maan ilmakehä estää useimmat gamma-, röntgen-, ultravioletti-, infrapuna- ja pitkät radioaallot. Ilmakehä imee ne itseensä eikä päästä niitä eteenpäin. Jotkut sähkömagneettiset aallot, erityisesti lyhytaaltosäteily, heijastuvat ionosfääristä. Kaikki muu säteily osuu maan pintaan. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa eli kauempana maan pinnasta on enemmän säteilyä kuin alemmissa kerroksissa. Siksi mitä korkeammalle menet, sitä vaarallisempaa on eläville organismeille olla siellä ilman suojapukuja.

Ilmakehä päästää pienen määrän ultraviolettivaloa maahan, ja se on haitallista iholle. Ultraviolettisäteiden takia ihmiset palavat auringossa ja voivat jopa saada ihosyövän. Toisaalta jotkut ilmakehän välittämät säteet ovat hyödyllisiä. Esimerkiksi infrapunasäteitä, jotka osuvat maan pintaan, käytetään tähtitieteessä - infrapunateleskoopit tarkkailevat tähtitieteellisten esineiden lähettämiä infrapunasäteitä. Mitä korkeammalla olet maan pinnasta, sitä enemmän infrapunasäteilyä on, minkä vuoksi kaukoputket asennetaan usein vuoren huipulle ja muille korkeuksille. Joskus ne lähetetään avaruuteen parantamaan infrapunasäteiden näkyvyyttä.

Taajuuden ja aallonpituuden välinen suhde

Taajuus ja aallonpituus ovat kääntäen verrannollisia toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että aallonpituuden kasvaessa taajuus pienenee ja päinvastoin. Se on helppo kuvitella: jos aaltoprosessin värähtelytaajuus on korkea, värähtelyjen välinen aika on paljon lyhyempi kuin aalloilla, joiden värähtelytaajuus on pienempi. Jos kuvittelet aallon kaaviossa, sen huippujen välinen etäisyys on pienempi, mitä enemmän se värähtelee tietyssä ajassa.

Aallon etenemisnopeuden määrittämiseksi väliaineessa on tarpeen kertoa aallon taajuus sen pituudella. Sähkömagneettiset aallot tyhjiössä kulkevat aina samalla nopeudella. Tämä nopeus tunnetaan valonnopeudena. Se vastaa 299 792 458 metriä sekunnissa.

Kevyt

Näkyvä valo on sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus ja aallonpituus määräävät sen värin.

Aallonpituus ja väri

Näkyvän valon lyhin aallonpituus on 380 nanometriä. Se on violetti, jota seuraa sininen ja syaani, sitten vihreä, keltainen, oranssi ja lopuksi punainen. Valkoinen valo koostuu kaikista väreistä kerralla, eli valkoiset esineet heijastavat kaikkia värejä. Tämä voidaan nähdä käyttämällä prismaa. Sen sisään tuleva valo taittuu ja asettuu väriraidaksi samassa järjestyksessä kuin sateenkaaressa. Tämä sarja on väreistä, joilla on lyhin aallonpituus pisimpään. Aineen valon etenemisnopeuden riippuvuutta aallonpituudesta kutsutaan dispersioksi.

Sateenkaaret muodostetaan samalla tavalla. Sateen jälkeen ilmakehään hajallaan olevat vesipisarat käyttäytyvät samalla tavalla kuin prisma ja taittavat jokaisen aallon. Sateenkaaren värit ovat niin tärkeitä, että monilla kielillä on muistotekniikka, eli tekniikka sateenkaaren värien muistamiseen, joka on niin yksinkertainen, että jopa lapset muistavat ne. Monet venäjää puhuvat lapset tietävät, että "Jokainen metsästäjä haluaa tietää, missä fasaani istuu." Jotkut ihmiset keksivät omat muistionsa, ja tämä on erityisen hyödyllinen harjoitus lapsille, koska keksimällä oman menetelmänsä sateenkaaren värien muistamiseen, he muistavat ne nopeammin.

Valo, jolle ihmissilmä on herkin, on vihreä, ja sen aallonpituus on 555 nm kirkkaassa ympäristössä ja 505 nm hämärässä ja pimeässä. Kaikki eläimet eivät osaa erottaa värejä. Esimerkiksi kissoilla ei ole kehittynyt värinäkö. Toisaalta jotkut eläimet näkevät värit paljon paremmin kuin ihmiset. Esimerkiksi jotkut lajit näkevät ultravioletti- ja infrapunavaloa.

Valon heijastus

Esineen väri määräytyy sen pinnalta heijastuneen valon aallonpituuden mukaan. Valkoiset esineet heijastavat kaikki näkyvän spektrin aallot, kun taas mustat objektit päinvastoin absorboivat kaikki aallot eivätkä heijasta mitään.

Yksi luonnonmateriaaleista, joilla on korkea dispersiokerroin, on timantti. Oikein käsitellyt timantit heijastavat valoa sekä ulko- että sisäpinnalta ja taittavat sen, aivan kuten prisma. On tärkeää, että suurin osa tästä valosta heijastuu ylöspäin, kohti silmää, eikä esimerkiksi alaspäin, kehyksen sisään, missä se ei ole näkyvissä. Korkean dispersionsa ansiosta timantit loistavat erittäin kauniisti auringossa ja keinovalossa. Timantin tapaan leikattu lasi myös loistaa, mutta ei niin paljon. Tämä johtuu siitä, että kemiallisen koostumuksensa vuoksi timantit heijastavat valoa paljon paremmin kuin lasi. Timantteja leikattaessa käytetyt kulmat ovat äärimmäisen tärkeitä, koska liian terävät tai tylpät kulmat joko estävät valon heijastumisen sisäseinistä tai heijastavat valoa ympäristöön, kuten kuvassa.

Spektroskopia

Spektrianalyysiä tai spektroskopiaa käytetään joskus aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen. Tämä menetelmä on erityisen hyvä, jos aineen kemiallista analyysiä ei voida suorittaa suoraan sen kanssa työskentelemällä, esimerkiksi määritettäessä tähtien kemiallista koostumusta. Kun tiedetään, mitä sähkömagneettista säteilyä keho absorboi, voidaan määrittää, mistä se koostuu. Absorptiospektroskopia, joka on yksi spektroskopian haaroista, määrittää, mitä säteilyä keho absorboi. Tällainen analyysi voidaan tehdä etäältä, joten sitä käytetään usein tähtitieteessä sekä työskentelyssä myrkyllisten ja vaarallisten aineiden kanssa.

Sähkömagneettisen säteilyn esiintymisen määrittäminen

Näkyvä valo, kuten kaikki sähkömagneettinen säteily, on energiaa. Mitä enemmän energiaa säteilee, sitä helpompi tämä säteily on mitata. Säteilevän energian määrä vähenee aallonpituuden kasvaessa. Näkö on mahdollista juuri siksi, että ihmiset ja eläimet tunnistavat tämän energian ja tuntevat eron eri aallonpituuksilla olevan säteilyn välillä. Silmä havaitsee eripituisen sähkömagneettisen säteilyn erivärisinä. Tämän periaatteen mukaisesti eivät toimi vain eläinten ja ihmisten silmät, vaan myös ihmisten luomat tekniikat sähkömagneettisen säteilyn käsittelemiseksi.

Näkyvä valo

Ihmiset ja eläimet näkevät monenlaista sähkömagneettista säteilyä. Useimmat ihmiset ja esimerkiksi eläimet reagoivat näkyvä valo, ja jotkut eläimet reagoivat myös ultravioletti- ja infrapunasäteisiin. Kaikilla eläimillä ei ole kykyä erottaa värejä - jotkut näkevät vain eron vaaleiden ja tummien pintojen välillä. Aivomme määrittävät värin tällä tavalla: sähkömagneettisen säteilyn fotonit pääsevät silmään verkkokalvolle ja sen läpi virittävät kartioita, silmän fotoreseptoreita. Tämän seurauksena signaali välittyy hermoston kautta aivoihin. Silmissä on kartioiden lisäksi myös muita valoreseptoreita, sauvoja, mutta ne eivät pysty erottamaan värejä. Niiden tarkoituksena on määrittää valon kirkkaus ja voimakkuus.

Silmässä on yleensä useita eri tyyppisiä kartioita. Ihmisiä on kolme tyyppiä, joista jokainen absorboi valon fotoneja tietyillä aallonpituuksilla. Kun ne imeytyvät, tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka seurauksena aivoihin lähetetään hermoimpulsseja, joissa on tietoa aallonpituudesta. Aivojen visuaalinen aivokuori käsittelee näitä signaaleja. Tämä on aivojen alue, joka vastaa äänen havaitsemisesta. Jokainen kartiotyyppi on vastuussa vain tietynpituisista aallonpituuksista, joten täydellisen kuvan saamiseksi väristä lasketaan yhteen kaikista kartioista saadut tiedot.

Joillakin eläimillä on jopa enemmän kartioita kuin ihmisillä. Esimerkiksi joillakin kala- ja lintulajilla on neljästä viiteen tyyppiä. Mielenkiintoista on, että joidenkin eläinten naarailla on enemmän käpyjä kuin miehillä. Joidenkin lintujen, kuten lokkien, jotka pyydystävät saalista vedessä tai veden pinnalla, käpyissä on keltaisia ​​tai punaisia ​​öljypisaroita, jotka toimivat suodattimena. Tämä auttaa heitä näkemään enemmän värejä. Matelijoiden silmät on suunniteltu samalla tavalla.

Infrapunavalo

Käärmeillä, toisin kuin ihmisillä, ei ole vain visuaalisia reseptoreita, vaan myös aistielimiä, jotka reagoivat infrapunasäteily. Ne imevät infrapunasäteiden energiaa eli reagoivat lämpöön. Jotkut laitteet, kuten yönäkölaitteet, reagoivat myös infrapunasäteilijän tuottamaan lämpöön. Tällaisia ​​laitteita käytetään armeijassa sekä tilojen ja alueen turvallisuuden varmistamiseksi. Eläimet, jotka näkevät infrapunavaloa, ja laitteet, jotka voivat tunnistaa sen, eivät näe vain kohteita, jotka ovat tällä hetkellä näkökentässään, vaan myös jälkiä esineistä, eläimistä tai ihmisistä, jotka ovat olleet siellä aiemmin, jos aikaa ei ole kulunut liikaa .paljon aikaa. Esimerkiksi käärmeet voivat nähdä, ovatko jyrsijät kaivaneet kuoppaa maahan, ja yönäkölaitteita käyttävät poliisit voivat nähdä, onko rikoksen todisteita, kuten rahaa, huumeita tai jotain muuta, piilotettu hiljattain maahan. . Infrapunasäteilyn tallentamiseen tarkoitettuja laitteita käytetään teleskoopeissa sekä säiliöiden ja kameroiden vuotojen varalta. Niiden avulla lämpövuodon sijainti voidaan nähdä selvästi. Lääketieteessä infrapunavalokuvia käytetään diagnostisiin tarkoituksiin. Taiteen historiassa - määrittää, mitä ylimmän maalikerroksen alla on kuvattu. Pimeänäkölaitteita käytetään tilojen suojaamiseen.

UV-valo

Jotkut kalat näkevät UV-valo. Niiden silmät sisältävät pigmenttiä, joka on herkkä ultraviolettisäteille. Kalan iho sisältää ultraviolettivaloa heijastavia alueita, jotka ovat näkymättömiä ihmisille ja muille eläimille - joita käytetään usein eläinkunnassa eläinten sukupuolen merkitsemiseen sekä sosiaalisiin tarkoituksiin. Jotkut linnut näkevät myös ultraviolettivaloa. Tämä taito on erityisen tärkeä parittelukaudella, jolloin linnut etsivät potentiaalisia parvereita. Joidenkin kasvien pinnat heijastavat myös ultraviolettivaloa hyvin, ja sen näkeminen auttaa ruoan löytämisessä. Kalojen ja lintujen lisäksi jotkut matelijat näkevät ultraviolettivaloa, kuten kilpikonnat, liskot ja vihreät leguaanit (kuvitettu).

Ihmissilmä, kuten eläimen silmät, imee ultraviolettivaloa, mutta ei pysty käsittelemään sitä. Ihmisillä se tuhoaa silmän soluja, erityisesti sarveiskalvossa ja linssissä. Tämä puolestaan ​​aiheuttaa erilaisia ​​sairauksia ja jopa sokeutta. Vaikka ultraviolettivalo on haitallista näkökyvylle, ihmiset ja eläimet tarvitsevat pieniä määriä D-vitamiinin tuottamiseen. Ultraviolettisäteilyä, kuten infrapunaa, käytetään monilla teollisuudenaloilla, esimerkiksi lääketieteessä desinfiointiin, tähtitiedessä tähtien ja muiden esineiden havainnointiin ja kemia nestemäisten aineiden kiinteyttämiseen sekä visualisointiin eli kaavioiden luomiseen aineiden jakautumisesta tietyssä tilassa. Ultraviolettivalon avulla väärennetyt setelit ja passit havaitaan, jos niihin on painettu erikoismusteella merkkejä, jotka voidaan tunnistaa ultraviolettivalolla. Asiakirjaväärennösten tapauksessa UV-lamppu ei aina auta, sillä rikolliset käyttävät joskus oikeaa asiakirjaa ja korvaavat siinä olevan valokuvan tai muun tiedon niin, että UV-lampun merkintä jää jäljelle. Ultraviolettivalolle on myös monia muita käyttötapoja.

Värisokeus

Näköhäiriöiden vuoksi jotkut ihmiset eivät pysty erottamaan värejä. Tätä ongelmaa kutsutaan värisokeudeksi tai värisokeudeksi, ja se on nimetty sen henkilön mukaan, joka kuvaili ensimmäisen kerran tämän näköominaisuuden. Joskus ihmiset eivät näe värejä vain tietyllä aallonpituudella, ja joskus he eivät näe värejä ollenkaan. Usein syynä ovat alikehittyneet tai vaurioituneet fotoreseptorit, mutta joissain tapauksissa ongelmana on hermopolkujen, kuten näkökuoren, jossa väritietoa käsitellään, vaurioituminen. Monissa tapauksissa tämä tila aiheuttaa haittoja ja ongelmia ihmisille ja eläimille, mutta joskus kyvyttömyys erottaa värejä päinvastoin on etu. Tämän vahvistaa se tosiasia, että monien vuosien evoluutiosta huolimatta monilla eläimillä ei ole kehittynyt värinäköä. Värisokeat ihmiset ja eläimet voivat esimerkiksi nähdä selvästi muiden eläinten naamioinnin.

Värisokeuden eduista huolimatta sitä pidetään ongelmana yhteiskunnassa, ja jotkut ammatit ovat suljettuja värisokeudelta. He eivät yleensä voi saada täydellisiä oikeuksia lentää lentokoneella ilman rajoituksia. Monissa maissa näillä ihmisillä on myös rajoituksia ajokorttinsa suhteen, ja joissain tapauksissa he eivät voi saada ajokorttia ollenkaan. Siksi he eivät aina löydä työpaikkaa, jossa heidän tarvitsee ajaa autoa, lentokonetta tai muita ajoneuvoja. Heillä on myös vaikeuksia löytää töitä, joissa kyky tunnistaa ja käyttää värejä on tärkeää. Heidän on esimerkiksi vaikea ryhtyä suunnittelijoiksi tai työskennellä ympäristössä, jossa väriä käytetään signaalina (esimerkiksi vaarasta).

Parhaillaan tehdään töitä suotuisampien olosuhteiden luomiseksi värisokeudesta kärsiville. Esimerkiksi on taulukoita, joissa värit vastaavat kylttejä, ja joissain maissa näitä kylttejä käytetään laitoksissa ja julkisilla paikoilla värien ohella. Jotkut suunnittelijat eivät käytä tai rajoita värien käyttöä välittääkseen tärkeitä tietoja työssään. Värin sijasta tai sen rinnalla he käyttävät kirkkautta, tekstiä ja muita keinoja tiedon korostamiseen, jotta myös värisokeat voivat saada täysin suunnittelijan välittämän tiedon. Useimmissa tapauksissa värisokeat eivät pysty erottamaan punaista ja vihreää, joten suunnittelijat joskus korvaavat yhdistelmän "punainen = vaara, vihreä = okei" punaisella ja sinisellä. Useimmat käyttöjärjestelmät mahdollistavat myös värien säätämisen niin, että värisokeat voivat nähdä kaiken.

Väri konenäössä

Värillinen tietokonenäkö on nopeasti kasvava tekoälyn ala. Viime aikoihin asti suurin osa työstä tällä alalla tehtiin yksivärisillä kuvilla, mutta nyt yhä useammat tieteelliset laboratoriot työskentelevät värien kanssa. Joitakin yksiväristen kuvien käsittelyyn tarkoitettuja algoritmeja käytetään myös värikuvien käsittelyyn.

Sovellus

Tietokonenäköä käytetään useilla teollisuudenaloilla, kuten robottien, itseohjautuvien autojen ja miehittämättömien ilma-alusten ohjaamisessa. Se on hyödyllinen tietoturva-alalla esimerkiksi ihmisten ja esineiden tunnistamiseen valokuvista, tietokannoista etsimiseen, esineiden liikkeen seuraamiseen värin mukaan jne. Liikkuvien kohteiden sijainnin määrittäminen antaa tietokoneen määrittää suunnan, johon henkilö katsoo, tai seurata autojen, ihmisten, käsien ja muiden esineiden liikettä.

Tuntemattomien esineiden tunnistamiseksi oikein on tärkeää tietää niiden muoto ja muut ominaisuudet, mutta tiedot väristä eivät ole niin tärkeitä. Kun työskentelet tuttujen esineiden kanssa, väri päinvastoin auttaa tunnistamaan ne nopeammin. Värien kanssa työskentely on myös kätevää, koska väritietoa voidaan saada jopa matalaresoluutioisista kuvista. Esineen muodon tunnistaminen sen värin sijaan vaatii korkeaa resoluutiota. Värien käyttäminen objektin muodon sijaan mahdollistaa kuvankäsittelyn lyhentämisen ja tietokoneen resurssien käytön. Väri auttaa tunnistamaan samanmuotoiset esineet, ja sitä voidaan käyttää myös merkkinä tai merkkinä (esim. punainen on vaaramerkki). Tässä tapauksessa sinun ei tarvitse tunnistaa tämän merkin muotoa tai siihen kirjoitettua tekstiä. YouTube-sivustolla on monia mielenkiintoisia esimerkkejä värikonenäön käytöstä.

Käsitellään väritietoja

Tietokoneen käsittelemät valokuvat ovat joko käyttäjien lataamia tai ne on otettu sisäänrakennetulla kameralla. Digitaalisen valokuvauksen ja videokuvauksen prosessi hallitaan hyvin, mutta näiden kuvien käsittelyyn, erityisesti värillisiin, liittyy monia vaikeuksia, joista monia ei ole vielä ratkaistu. Tämä johtuu siitä, että värinäkö ihmisillä ja eläimillä on hyvin monimutkaista, eikä ihmisen näön kaltaisen tietokonenäön luominen ole helppoa. Näkö, kuten kuulo, perustuu sopeutumiseen ympäristöön. Äänen havaitseminen ei riipu pelkästään äänen taajuudesta, äänenpaineesta ja kestosta, vaan myös muiden äänien läsnäolosta tai poissaolosta ympäristössä. Sama koskee näköä - värin havaitseminen ei riipu vain taajuudesta ja aallonpituudesta, vaan myös ympäristön ominaisuuksista. Esimerkiksi ympäröivien esineiden värit vaikuttavat värikäsitykseen.

Evoluution näkökulmasta tällainen sopeutuminen on välttämätöntä, jotta voimme tottua ympäristöön ja lakata kiinnittämästä huomiota merkityksettömiin elementteihin ja ohjata täyden huomiomme ympäristön muuttumiseen. Tämä on välttämätöntä petoeläinten havaitsemiseksi ja ravinnon löytämiseksi. Joskus tästä sopeutumisesta johtuu optisia illuusioita. Esimerkiksi ympäröivien esineiden väristä riippuen havaitsemme kahden kohteen värin eri tavalla, vaikka ne heijastavat valoa samalla aallonpituudella. Kuvassa on esimerkki tällaisesta optisesta harhasta. Ruskea neliö kuvan yläosassa (toinen rivi, toinen sarake) näyttää vaaleammalta kuin ruskea neliö kuvan alaosassa (viides rivi, toinen sarake). Itse asiassa niiden värit ovat samat. Vaikka tiedämme tämän, havaitsemme ne silti eri väreinä. Koska käsityksemme väristä on niin monimutkainen, ohjelmoijien on vaikea kuvata kaikkia näitä tietokonenäköalgoritmien vivahteita. Näistä vaikeuksista huolimatta olemme jo saavuttaneet paljon tällä alalla.

Unit Converter -artikkelit on toimittanut ja kuvittanut Anatoli Zolotkov

Onko mittayksiköiden kääntäminen kielestä toiseen vaikeaa? Kollegat ovat valmiita auttamaan sinua. Lähetä kysymys TCTermsissä ja saat vastauksen muutamassa minuutissa.

Gigahertsejä otettu, kehitys jatkuu

Ja silti, prosessorin elämä oli ennen hauskempaa. Noin neljännesvuosisata sitten ihmiskunta ylitti 1 kHz:n rajan, ja tämä ulottuvuus katosi prosessorin sanakirjasta. Prosessorin "tehoa" alettiin laskea megahertsin kellotaajuudella (joka tarkalleen ottaen on väärin). Vain kolme vuotta sitten jokaista 100 MHz:n askelta kellotaajuuden lisäämiseksi juhlittiin todellisena tapahtumana: pitkillä markkinointitykistövalmisteluilla, teknologisilla esittelyillä ja viime kädessä elämän juhlalla. Näin tapahtui, kunnes "pöytätietokoneiden" prosessorien taajuus saavutti 600 MHz (kun Mercedes-nimi mainittiin turhaan jokaisessa julkaisussa), ja 0,18 mikronia tuli sirujen tuotannon päätekniikka. Sitten siitä tuli "epämiellyttävä": kellotaajuuden nousuja tapahtui kuukausittain, ja viime vuoden lopussa Intel "heikensi" tietomarkkinat täysin julkistamalla samanaikaisesti 15 uutta prosessoria. Viisitoista piimikrosensaatiota putosi päähän kuin kokkara, ja tapahtuman yleinen juhlatunnelma katosi jokaisen esitellyn sirun ominaisuuksia tarkasteltaessa. Siksi ei ole yllättävää, että kaksi johtavaa PC-prosessorien valmistajaa (Intel ja AMD) ylittivät liian rennosti 1 GHz:n baarin teeskennellen, ettei mitään erityistä ollut tapahtunut. Internet-kommenttien kasassa oli vain yksi mielikuvituksellinen vertailu äänivallin rikkomiseen, joten ei ilotulitteita tai samppanjaa. Tämä on ymmärrettävää: kehittäjien suunnitelmat ovat jo pitkään kohdistuneet gigahertsin ulkopuoliseen tilaan. Näemme Intel Willamette -kiteen kellotaajuudella 1,3-1,5 GHz tämän vuoden toisella puoliskolla, ja puhumme arkkitehtuurin ominaisuuksista, emme sykleistä sekunnissa.

Muistaakseni himotuista gigahertseistä keskusteltiin aktiivisesti yli vuosi sitten, kun kuumana kalifornialaisena aamuna talvella 1999 Albert Yu esitteli 0,25 mikronin Pentium III:ta, joka toimii 1002 MHz:n taajuudella. Yleisön yleisten suosionosoitusten alla jotenkin unohdettiin, että tuo mielenosoitus muistutti taikatemppua. Myöhemmin kävi ilmi, että prosessori oli "ylikellotettu" kryogeenisessä asennuksessa. On jopa epäsuoraa näyttöä siitä, että jääkaappi oli KryoTechin sarjaasennus. Tavalla tai toisella he unohtivat gigahertsit vuodeksi, vaikka prosessorit olivat melko lähellä tätä taajuutta. On kummallista, että talvella 2000 Intelin hallituksen puheenjohtaja, legendaarinen Andy Grove, Albert Yun avustuksella toisti jälleen kerran testatun Intelin tempun. IDF Spring'2000 -foorumilla hän esitteli testinäytteen Intel Willamette -prosessorista, joka toimii 1,5 GHz:n kellotaajuudella. Puolitoista miljardia sykliä sekunnissa – ja kaikki huoneenlämmössä! On ilahduttavaa, että Willamette on myös mikroprosessori, jolla on uusi arkkitehtuuri, eikä vain hieman paranneltu Pentium III. Mutta tästä lisää alla.

AMD:llä on ollut omat markkinointigigahertsinsä jo pitkään. Yritys tekee virallisesti yhteistyötä KryoTechin "kylmän herrojen" kanssa, ja Athlon osoittautui varsin lupaavaksi prosessoriksi ylikellotukseen äärimmäisissä jäähdytysolosuhteissa. Jäähdytettyyn Athlon 850 MHz:iin perustuva gigahertsiratkaisu tuli myyntiin jo tammikuussa.

Markkinointitilanne kuumeni hieman, kun AMD alkoi toimittaa rajoitettuja määriä huoneenlämpöisiä 1 GHz Athlon-prosessoreita maaliskuun alussa. Mitään ei ollut tehtävissä, ja Intelin piti vetää hihastaan ​​ässä - Pentium III (Coppermine) 1 GHz. Vaikka jälkimmäisen julkaisu suunniteltiin vuoden toiselle puoliskolle. Mutta ei ole mikään salaisuus, että gigahertsin esteen rikkominen on ennenaikaista sekä AMD:lle että Intelille. Mutta he halusivat olla ensimmäisiä. Tuskin voi kadehtia kahta kunnioitettavaa yritystä, jotka juoksevat ainoan tuolin ympärillä numerolla 1 ja odottavat kauhuissaan musiikin loppumista. AMD onnistui vain istumaan alas ensin - eikä se tarkoita mitään muuta. Kuten astronautiikassa: Neuvostoliitto oli ensimmäinen, joka laukaisi ihmisiä, ja "toiset" amerikkalaiset alkoivat lentää useammin (ja halvemmalla). Ja päinvastoin: he menivät kuuhun, ja me sanoimme "fi", ja kaikki innostus katosi. Kellotaajuuskilpailulla on kuitenkin pitkään ollut puhtaasti markkinointimotiivi: ihmiset, kuten tiedätte, ostavat mieluummin megahertsejä kuin suoritusindeksejä. Prosessorin kellonopeus, kuten ennenkin, on arvokysymys ja porvarillinen osoitus tietokoneen "kehittyneestä" tasosta.

Toinen kasvava toimija mikroprosessorimarkkinoilla, taiwanilainen VIA, esitteli virallisesti esikoisensa kuukausi sitten. Mikroprosessori, joka tunnettiin aiemmin koodinimellä Joshua, sai hyvin alkuperäisen nimen Cyrix III ja alkoi kilpailla Celeronin kanssa alhaalta halvimpien tietokoneiden markkinarakossa. Tietenkin seuraavana vuonna hän ei näe korvien kaltaisia ​​gigahertsitaajuuksia, mutta tämä "työpöytäsiru" on mielenkiintoinen jo sen olemassaolon vuoksi vihamielisessä ympäristössä.

Tässä katsauksessa, kuten aina, puhumme uusista tuotteista ja johtavien PC-tietokoneiden mikroprosessorien kehittäjien suunnitelmista riippumatta siitä, ovatko he ylittäneet gigahertsin selektiivisen esteen.

Intel Willamette - uusi 32-bittinen siruarkkitehtuuri

Intelin 32-bittinen prosessori, koodinimeltään Willamette (nimetty 306 kilometrin pituisen joen mukaan Oregonissa), tulee markkinoille tämän vuoden toisella puoliskolla. Uuteen arkkitehtuuriin perustuen se on tehokkain Intel prosessori pöytätietokoneille, ja sen aloitustaajuus on huomattavasti suurempi kuin 1 GHz (odotetaan 1,3-1,5 GHz). Prosessoritestinäytteiden toimitukset OEM-valmistajille ovat jatkuneet lähes kaksi kuukautta. Willamette-piirisarjan koodinimi on Tehama.

Mitä salaperäisen termin "uusi arkkitehtuuri" alle kätkeytyy? Ensinnäkin tuki ulkoiselle kellotaajuudelle 400 MHz (eli taajuudelle järjestelmäväylä). Tämä on kolme kertaa nopeampi kuin nykyaikaisten Pentium III -luokan prosessorien tukema 133 MHz. Itse asiassa 400 MHz on tuloksena oleva taajuus: eli väylän taajuus on 100 MHz, mutta se pystyy lähettämään neljä datapalaa jaksoa kohden, mikä antaa yhteensä 400 MHz. Väylä käyttää samanlaista tiedonvaihtoprotokollaa kuin P6-väylän toteuttama. Tämän 64-bittisen synkronisen väylän tiedonsiirtonopeus on 3,2 Gt/s. Vertailun vuoksi: GTL+ 133 MHz väylän (nykyaikaisten Pentium III:iden käyttämä) nopeus on hieman yli 1 Gt/s.

Toinen Willametten erottuva ominaisuus on tuki SSE-2:lle (Streaming SIMD Extensions 2). Tämä on 144 uuden ohjeen sarja video-, salaus- ja Internet-sovellusten käyttökokemuksen optimoimiseksi. SSE-2 on luonnollisesti yhteensopiva SSE:n kanssa, joka toteutettiin ensin Pentium III -prosessoreissa. Siksi Willamette pystyy käyttämään menestyksekkäästi satoja SSE:tä ajatellen suunniteltuja sovelluksia. Willamette itse käyttää 128-bittisiä XMM-rekistereitä tukemaan sekä kokonaisluku- että liukulukuoperaatioita. Yksityiskohtiin menemättä SSE2:n tehtävänä on kompensoida liukulukuoperaatioiden yksikköä, joka ei ole markkinoiden vahvin. Jos kolmannen osapuolen ohjelmistovalmistajat tukevat SSE2:ta (Microsoft kannattaa molemmat), kukaan ei huomaa korvaamista tuottavuuden kasvun taustalla.

Ja lopuksi, Willametten kolmas keskeinen ominaisuus on syvempi putkisto. 10 asteen sijaan käytetään nyt 20 astetta, mikä voi merkittävästi lisätä yleistä suorituskykyä tiettyjen monimutkaisten matemaattisten sovellusten käsittelyssä ja lisätä kellotaajuutta. Totta, "syvä" putkilinja on kaksiteräinen miekka: toimenpiteen käsittelyaika lyhenee jyrkästi, mutta lisääntyvä viive, kun käsittelyssä toisistaan ​​riippuvaisia ​​toimintoja voi "kompensoida" putkilinjan tuottavuuden kasvua. Tämän estämiseksi kehittäjien oli lisättävä putkilinjan älykkyyttä - lisättävä siirtymän ennusteen tarkkuutta, joka ylitti keskimäärin 90%. Toinen tapa parantaa pitkän liukuhihnan tehokkuutta on priorisoida (järjestää) käskyjä välimuistissa. Välimuistin tehtävänä tässä tapauksessa on järjestää käskyt siihen järjestykseen, jossa ne tulee suorittaa. Tämä muistuttaa hieman kiintolevyn eheyttämistä (vain välimuistin sisällä).

Välimuisti on välimuisti, mutta suurin kritiikki pitkään aikaan on ollut kokonaislukulaskentayksikön suorituskyky nykyaikaisissa prosessoreissa. Prosessorien kokonaislukuominaisuudet ovat erityisen tärkeitä toimistosovelluksia käytettäessä (kaikenlaiset Word ja Excel). Vuosi vuodelta sekä Pentium III että Athlon osoittivat yksinkertaisesti naurettavia suorituskyvyn nousuja kokonaislukulaskelmissa kellotaajuuden noustessa (muutaman prosentin). Willamette toteuttaa kaksi kokonaislukuoperaatiomoduulia. Niistä tiedetään toistaiseksi, että jokainen pystyy suorittamaan kaksi käskyä kellojaksoa kohden. Tämä tarkoittaa, että 1,3 GHz:n ydintaajuudella tuloksena oleva kokonaislukumoduulin taajuus vastaa 2,6 GHz:ää. Ja korostan, tällaisia ​​moduuleja on kaksi. Tämän avulla voit itse asiassa suorittaa neljä operaatiota kokonaisluvuilla kellojaksoa kohden.

Intelin julkaisemassa Willamette-alustavassa määrittelyssä ei mainita välimuistin koosta. Mutta on "vuotoja", jotka osoittavat, että L1-välimuisti on kooltaan 256 kt (Pentium II/III:ssa on 32 kt L1-välimuisti - 16 kt tiedoille ja 16 kt ohjeille). Sama mysteeri aura ympäröi L2-välimuistin kokoa. Todennäköisin vaihtoehto on 512 KB.

Willamette-prosessori toimitetaan joidenkin raporttien mukaan pakkauksissa, joissa on matriisipintainen kosketinjärjestely Socket-462-kantaa varten.

AMD Athlon: 1,1 GHz:n demo, 1 GHz:n toimitus

Ikään kuin kompensoidakseen aiemman strategiansa seurata johtajaa, AMD iski nopeasti koko tietokoneteollisuuteen esittelemällä Athlon-prosessorin kellotaajuudella 1,1 GHz (tarkemmin 1116 MHz) talven alussa. Kaikki päättivät, että hän vitsaili. Sanotaan, että siinä on menestyneet prosessorit, mutta kaikki tietävät, kuinka pitkä aikaviive on esittelyn ja massatuotannon välillä. Mutta niin ei ollut: kuukautta myöhemmin Advanced Micro Devices aloitti Athlon-prosessorien sarjatoimitukset kellotaajuudella 1 GHz. Ja kaikki epäilykset niiden todellisesta saatavuudesta hälvenivät Compaqin ja Gatewayn toimesta, jotka tarjosivat näihin siruihin perustuvia eliittijärjestelmiä. Hinta ei tietenkään jättänyt erityisen miellyttävää vaikutelmaa. Gigahertsi Athlon maksaa noin 1 300 dollaria tuhannen kappaleen erissä. Mutta siinä on varsin mukavia nuorempia veljiä: Athlon 950 MHz (1000 dollaria) ja Athlon 900 MHz (900 dollaria).Tällaisia ​​prosessoreita on kuitenkin vähän, minkä vuoksi hinnat ovat korkeita.

Aiemmin esitelty Athlon 1116 MHz oli sinänsä merkittävä. Suunnittelustandardit ovat 0,18 mikronia, kupariliitoksia käytetään, lämmönpoisto on normaalia: se toimii huoneenlämmössä tavanomaisen aktiivipatterin kanssa. Mutta kuten kävi ilmi, se ei ollut vain Athlon (sillä "vain" on alumiiniliitännät), vaan Athlon Professional (koodinimi Thunderbird). Tällaisen prosessorin varsinaisen ilmestymisen markkinoille odotetaan vasta vuoden puolivälissä (oletettavasti toukokuussa). Vain taajuus on pienempi, eikä se maksa "gigahertsidollareita", mutta huomattavasti halvempaa.

Tällä hetkellä Thunderbird-ytimeen perustuvasta Athlon-prosessorista ei tiedetä paljoa. Se ei käytä paikkaa A (kuten Athlonin nykyaikaiset versiot 500 MHz:stä), vaan matriisiliitin Socket A. Näin ollen prosessorin kotelo on "litteä" eikä massiivinen "pystysuuntainen" kasetti. Kesään mennessä Thunderbird-ytimeen perustuvia prosessoreita odotetaan julkaistavan kellotaajuuksilla 700-900 MHz, ja gigahertsit ilmestyvät hieman myöhemmin. Yleisesti ottaen ottaen huomioon uusien prosessorien hintojen laskun, on tulossa täysin mahdolliseksi ostaa noin 750 MHz:n Athloniin perustuva lähtötason tietokone uudeksi vuodeksi.

Toisaalta AMD-linjan halpojen tietokoneiden tärkein haastaja on Spitfire-ytimeen perustuva prosessori, jota ei ole vielä ilmoitettu. Se on määrätty Intel Celeronin nuoremman kilpailijan rooliin. Spitfire pakataan asennettavaksi Socket A -prosessoriliitäntään (virtalähde - 1,5 V), ja sen kellotaajuus voi nousta 750 MHz:iin syksyn alkuun mennessä.

IBM:n usean gigahertsin tavoitteet lyhyesti

Kun koko maailma iloitsee vanhanaikaisesti, kun gigahertsejä saadaan, IBM puhuu teknologiasta, jonka avulla sirut saavat gigahertsejä vuodessa. Ainakin 4,5 GHz on täysin mahdollista olemassa olevilla puolijohdetuotantotekniikoilla. Joten IBM:n mukaan sen kehittämä IPCMOS (Interlocked Pipelined CMOS) -tekniikka mahdollistaa kolmessa vuodessa sirujen massatuotannon varmistamisen kellotaajuudella 3,3-4,5 GHz. Samalla virrankulutus pienenee kaksinkertaiseksi nykyaikaisten prosessorien parametreihin verrattuna. Uuden prosessoriarkkitehtuurin ydin on hajautettujen kellopulssien käyttö. Tehtävän monimutkaisuudesta riippuen yksi tai toinen prosessorilohko toimii suuremmalla tai pienemmällä kellotaajuudella. Ajatus oli ilmeinen: kaikki nykyaikaiset prosessorit käyttävät keskitettyä kellotaajuutta - kaikki ydinelementit, kaikki laskentayksiköt on synkronoitu sen kanssa. Karkeasti sanottuna prosessori ei aloita seuraavaa ennen kuin kaikki toiminnot yhdellä "käännöksellä" on suoritettu. Tämän seurauksena hitaat toiminnot estävät nopeita toimintoja. Lisäksi käy ilmi, että jos sinun täytyy lyödä pölyinen matto, sinun on ravistettava koko talo. Hajautettu mekanismi kellotaajuuden syöttämiseksi tietyn lohkon tarpeista riippuen mahdollistaa sen, että mikropiirin nopeat lohkot eivät odota hitaiden toimintojen käsittelyä muissa lohkoissa, vaan suhteellisesti sanottuna tehdä omat asiansa. Tämän seurauksena kokonaisenergiankulutus pienenee (sinun tarvitsee vain ravistaa mattoa, ei koko taloa). IBM:n insinöörit ovat täysin oikeassa sanoessaan, että synkronisten kellojen nostamisesta tulee vuosi vuodelta yhä vaikeampaa. Tässä tapauksessa ainoa tapa on käyttää hajautettua kellotaajuussyöttöä tai siirtyä kokonaan uusiin (luultavasti kvantti) tekniikoihin mikropiirien luomiseen. Tämän nimen vuoksi on houkuttelevaa luokitella se samaan luokkaan Pentium III:n kanssa. Mutta tämä on virhe. VIA itse asettaa sen kilpailijaksi Intel Celeronille, joka on lähtötason järjestelmien prosessori. Mutta tämä osoittautui myös liian ylimieliseksi teoksi.

Aloitetaan kuitenkin uuden prosessorin eduista. Se on suunniteltu asennettavaksi Socket 370 -suoritinliitäntään (kuten Celeron). Toisin kuin Celeron, Cyrix III tukee ulkoista kellotaajuutta (järjestelmäväylän taajuutta) ei 66 MHz, vaan 133 MHz - kuten Coppermine-perheen nykyaikaisin Pentium III. Toinen Cyrix III:n keskeinen etu on sirussa oleva toisen tason välimuisti (L2), jonka kapasiteetti on 256 kt - kuten uusi Pentium III. Ensimmäisen tason välimuisti on myös suuri (64 kt).

Ja lopuksi, kolmas etu on tuki AMD Enhanced 3DNow!- SIMD-komentosarjalle. Tämä on todella ensimmäinen esimerkki 3Dnow-integraatiosta! Socket 370 -prosessoreille. Ohjelmistovalmistajat tukevat jo laajasti AMD:n multimediaohjeita, mikä auttaa ainakin osittain kompensoimaan prosessorin nopeusviivettä grafiikka- ja pelisovelluksissa.

Tähän kaikki hyvä loppuu. Prosessori on valmistettu 0,18 mikronin teknologialla, jossa on kuusi metallointikerrosta. Julkaisuhetkellä nopeimman Cyriх III:n Pentium-luokitus oli 533. Todellinen ytimen kellotaajuus on huomattavasti alhaisempi, joten itsenäisen Cyrixin ajoista lähtien se on merkinnyt prosessoreihinsa "luokituksia" suhteessa kellotaajuudet prosessorit Pentium, Pentium II ja myöhemmin Pentium III. Olisi parempi, jos ne laskisivat Pentiumista: luku olisi vaikuttavampi.

VIA:n johtaja Wen Chi Chen (aikaisemmin muuten Intelin prosessoriinsinööri) aikoi aluksi vastustaa Celeronia Cyrix III:n alhaista hintaa vastaan. Kuinka onnistunut tämä oli - arvioi itse. Cyrix III PR 500 alkaa 84 dollarista ja Cyrix III PR533 alkaen 99. Lyhyesti sanottuna Celeron maksaa joskus vähemmän. Ensimmäiset prosessorin testit (jota ei tietenkään suoritettu Venäjällä) osoittivat, että sen suorituskyky toimistosovelluksissa (joissa painopiste on kokonaislukulaskelmissa) ei ole paljon huonompi kuin Celeron, mutta multimediasovelluksissa aukko on ilmeinen. Ei tietenkään Cyrix III:n hyväksi. No, ensimmäinen pirun asia on möykky. VIA:lla on kuitenkin varassa myös integroitu Samuel-prosessori, joka on rakennettu IDT WinChip4 -ytimeen. Siellä tulos voi olla parempi.

Alpha saa myös ansaitun gigahertsin

Compaq (joka omistaa osan DEC-perinnöstä, mukaan lukien Alpha-prosessori) aikoo julkaista 1 GHz:n version Alpha 21264 -palvelimen RISC-prosessorista vuoden toisella puoliskolla. Ja sen seuraava siru - Alpha 21364 - jopa alkaa tästä kynnystaajuudesta. Lisäksi Alphan paranneltu versio varustetaan 1,5 Mt:n L2-välimuistilla ja Rambus-muistiohjaimella.

ComputerPress 4"2000