G. Allen Holloway Jr. and Dennis W.Watkins LASER DOPPLER MEASUREMENT OF CUTANEOUS BLOOD FLOW
formatting link
Nilsson, Gert E.; Tenland, Torsten; Oberg, P. Ake; LASER DOPPLER MEASUREMENT OF CUTANEOUS BLOOD FLOW
formatting link
-=-=-=-=-=-=- The system utilizes the Doppler shift of laser light backscattered from moving red blood cells in the cutaneous microcirculation, the shift being obtained by an optical heterodyning technique.
-=-=-=-=-=-=-
Pomiary maja charakter bardziej jakosciowy niz ilosciowy.
poniewaz aktualnie mam troche luzu, to sobie tak przegladam ten temat i widze swietna strone dokladnym opisem teoretycznym pomiaru i pieknymi obrazkami:
Ingemar Fredriksson, Carina Fors and Johannes Johansson Department of Biomedical Engineering, Linkoping University
[Laser Doppler Flowmetry - a Theoretical Framework]
formatting link
dostepna jako pdf:
formatting link
a tez widze, ze obrazownie ukrwienia jest juz dwuwymiarowe: [Blood flow imaging is enhanced using new detector technology]
Dobrze Ci doradzał MaW żebyś zajrzał do tych linkow.
Teoria wzglednosci _przewiduje_ ze f1 i f2 bedą ciut rozne. Wzgledna zmiana przy predkosci 'autodtradowej' 110km/h bedzie o 10^-7. To bardzo malo. Tak jakbyś kilometr mierzyl z dokladnoscia do 0.1mm.
Umm, optyczny grzebien czestotliwosci zmiesci sie na Twoj wozek? Ile trwapomiar? chyba szybko. No, ale to szczegoly techniczne. Moze latwiej ten wózek/rakiete wyposazyc w laser.
Wrocmy do przypadku czestotliwosciomierza na wozku.
Rowniez witam, zaczynam sie na tej grupie czuc swojsko; zasze lepiej spotkac znajomego oponenta niz babrac sie w dyskusjach z obcymi trolejbusami, ktorym sie tylko wydaje, ze wszystkie rozumy zjedli. Lokalna banda uchwalila, ze czestosci swiatla laserowego zmierzyc sie nie da i mam z grupy sp... i to w podskokach. Jedynie Filip Ozimek okazal sie miec inne od uchwalonego zdanie i spoko wyjasnil mi to, o co mi chodzi. Jeszcze raz Mu za to bardzo dziekuje. Wczesniej grg12 zasugerowal aby zajac sie zakresem fal decymetrowych, bedzie latwiej. Nawet zaczynam powazniej o tym myslec, mam gdzies przecie z wojskowego demobilu klistron refleksowy na zakres decymetrowy.
Zaskoczyles mnie stwierdzeniem, ze wg Teorii Wzglednosci uzyskam ciut rozniace sie wyniki pomiarow. I jest to dla mnie nowoscia i to kontrowesyjna. Sama nazwa teoria wzglednosci oznacza, ze nie ma ukladow wyroznionych, wszystkie sa demokratyczne, w ktorych wszystkie prawa fizyki dzialaja jednakowo. Tak zapostulowal jej wynalazca - Einstein. Wiec zgodnie z tym postulatem, moge sobie przyjac uklad odniesienia zwiazany z tym moim wozkiem a drugim razem zwiazny z Ziemia. W obu przypadkach musze uzyskac ten sam wynik. Wg postulatu Teorii w obu przypadkach nadajnik bedzie sie zblizal do odbiornika a odbiornik do nadajnika. Ze stala predkoscia wzgledna rowna ten 1 m/sec. Zatem wyniki pomiarow zgodnie z TW musza byc identyczne. A Ty mi piszesz, ze beda sie ciut roznic. Na jakiej podstawie? No chyba, ze masz na mysli te wyzsza szkole jazdy czyli ogolna teorie wzglednosci w ktorej wystepuje promien Schwarcenegera czy jak mu tam i zakrzywienie czasoprzestrzeni w rozne obwarzanki, to co innego. Ale mnie chodzi o te prosta podstawowa teorie a scislej o sprawdzenie jej postulatow, ktore uwazam za bledne.
Dzieki za zainteresowanie i probe zreformowania moich pogladow. Te wszystkie bajeczki nawet aplety "dowodzace" poprawnosci TW znam. Rysunek na tym obrazku pokazuje malego Jasia, ktorego glowke atakuje fala EM o czestotliwosci zaleznej od predkosci poruszania sie zrodla i o stalej predkosci wzgledem... tu juz nie jest tak prosto, zalozmy, ze w stosunku do tej glowki. I to sie kupy trzyma. Ale istnieje jeszcze taka alternatywa, w ktorej to sloneczko sobie stoi a ta glowka jedzie czy idzie ku niemu lub sie od niego oddala. Wtedy teoria wzglednosci pada. Wg Dopplera swiatlo odbite od tej glowki bedzie mialo inna od zrodlowej czestosc; bedzie ona wieksza gdy ta glowka sie przybliza i mniejsza gdy oddala. Ale powodem, zrodlem tej pozornej zmiany czestosci jest fakt, ze predkosc swiatla mierzona na styku z ta glowka bedzie rozna od predkosci swiatla c, ktora wg postulatu Teorii musi miec wartosc stala rowna c. I to jest najprostszy dowod na blednosc postulatu jakoby predkosc swiatla mierzona w stodunku do KAZDEGO ukladu odniesienia byla stala. Aby nastapilo to przesuniecie prazkow swiatla odbitego od obiektu bedacego w ruchu, predkosc swiatla musi byc rowna arytmetycznej sumie lub roznicy predkosci swiatla c i predkosci ukladu v. Czyli c' = c +- v. Wartosci te wystepuja we wszystkich 4 wzorach Dopplera i w oparciu o te wartosci okrsesla sie, liczy wartosc czestotliwosci swiatla odbitego od obiektu. Bez tej sumy czy ronicy predkosci efekt Dopplera nie ma prawa wystapic. A to jest sprzedzne z drugim postulatem Einsteina. Wiedza to Wierni Teorii i dlatego zawezaja zjawisko Dopplera do tylko dwu przypadkow gdy odbiornik i zrodlo od siebie sie oddalaja lub zblizaja, calkowicie ignorujac medium w stosunku do ktorego i w ktorym nastepuje propagacja swiatla. Stad wywodzi sie usuniecie ze slownictwa slowa eter. I to jest podstawowy fundamentalny blad w tej fundamentalnej teorii. Pzdr. Tornad
Mam inny pomysł: Robimy coś na kształt śmigła, na końcach jednej z łopat umieszczamy źródło światła. Nie wiem jaką prędkość liniową tutaj da się uzyskać, ale z poddźwiękowymi raczej nie będzie problemu. Umieszczamy trzy detektory - dwa na stycznej do okręgu jaki wykonuje źródło światła, trzeci prostopadle - oczywiście w równej odległości. Błyskamy w odpowiednim momencie i mierzymy czas dotarcia błysku do poszczególnych detektorów.
Pisze z gugla, ani outlook express ani googiel sie ustalen usenetowych nie trzymaja i sie nie dogaduja. Uzywalem jakiegos dodatku latajacego, dopuki mi sie OE nie posypal (moze przez dodatek;)
-Panie kierowco, przejechal pan na czerownym swietle.
-Alez panie wladzo, to przez efekt dopplera, widzialem swiatlo zielone.
-No to bedzie mandacik za przekroczenie dozwolonej predkosci.
[cos rzedu 0.2c, jesli dobrze pamietam]
Jakies 460m/s = 1.5e-6 c. Wiki podaje te linie z dokladnscia do 6 cyfr znaczacych, mozemy te linie na ziemii wytworzyc i miec porownanie. Wyglada, ze mozna by powalczyc.
kojarzą mi sie podobne zjawiska zwiazane z ruchem obrotowym Słońca (prawa strona powinna byc przesunieta ku czerwieni wzledem lewej, albo odwrotnie) Tu bedzie jednak wiekszy problem ze zidentyfikowaniem dokladnej predkosci (bo czy powierchnia slonca se liczy, czy ktora warstwa fotosfery czy moze gazy dookola..).
Jakbym mial tego tupu watpliwosci skierowalbym sie raczej ku krazacym juz po orbicie satelitom z zegarami atomowymi (jako stabilne i dokladne zrodlo czestotliwosci).
Mozna bawic sie z samolotami i czestotliwosciami radiowymi (stabilizowanymi tym zegarem atomowym). Mozna, jak proponuje Tornad, wozki, grzebien optyczny i laserki.
Mozna rozpedzac jakies inne zrodla promieniowania, mozna nawet obszerwowac poszerzenie termiczne linii widmowych wraz ze wzrostem temparatury;)
Mamy radary dopplerowskie, czyli na raz mierzymy ten efekt "dwukrotnie". Radar nadaje sygnal, poruszajcy sie obiekt go odbiera (i elektronika na tym obiekcie zmierzy inna czestotliwosc), nastepnei sygnal jest odbijany (jakby nadawany ta druga czestotliwoscia) i dopiero odbierany radarem.
Hmm, moze to pozna pora, ale wydaje mi sie, ze tu STW i klasyczny doppler (jesli osrodek stoi wzgledem radaru) da ten sam wynik f/f0 = (c+v)/(c-v). Ot, ciekawostka.
Tylko jakos wsrod naukowcow brak powaznych watpliwosci. Moze, jak chce Tornad, sa leniwi i boja sie, ze wyjdzie inaczej niz wg wyuczonych ich teorii i beda musieli sie douczac albo, o zgrozo, myslec nad nowa teoria. A moze eksperymentow; bezposrednich i posrednich pomairow i obserwacji bylo tyle, ze uznaje sie to za w miare dobrze sprawdzona model i eksperymenty robi tylko, gdy mozna osiagnac potezna dokladnosc.
BTW, te eksperymenty sie robi. Zabawny przyklad w odpowiedzi do Mirka (jak zdaze teraz, jak nie - rano.)
Cos by moglo wyjsc. Ale sporo potencjalnych zrodel innych bledow. Wole satelity z zegarami atomowymi;)
Hmm, moze nawet sygnaly GPS daloby sie wykorzystac:) Jest to jakis pomysl a realizacja chyba mozliwa w wersji garazowej 'bogatej'.
Za to przypomnialeś mi pewną pracę, ktora czytalem, a ktora jest wspanialym przykladem, ze ludzie nie wiedzacy co robia zdarzaja sie wszedzie.
W przeciwienstwie do przypadku klasycznego relatywistyczny doppler przewiduje, ze jezeli zrodlo porusza sie prostopadle do lini laczacej nas ze zrodlem, to wystapi pewna niewielka zmiana czestotliwosci. O jakies 1/sqrt(1-(v/c)^2).
Naukowcy zabrali sie dzielnie za przygotowanie eksperymentu, zbudowali takie 'smiglo' (scislej chyba dysk, nieistotne) i chcieli mierzyc zmiane czestotliwosci nadawanej z brzegu dysku odbiornikiem znajdujacy sie, powiedzmy, na osi obrotu w przyzwoitej odleglosci.
Wszystko pasuje, przewidywana dokladnosci wystarczajaca (co i dobrze wrozy proponowanym tu pomairom). Przegapili tylko jeden, malutki szczegol.
"Generator czestotliwosci" nie znajdowal sie na brzegu obracajacego dysku, ale stal sobie spokojnie obok. Sygnal byl prowadzony do ruchomega nadjnika na brzegu dysku za pomoca falowodu:) Wszytkie ewentualne efekty sie idealnie znoszą.
Taki eksperyment daje zero nie tylko w STW czy w u galileusza (jakby zrobic ten eksperyment na falach dzwiekowych), ale w kazdej teorii gdzie prawa fizyki nie zmieniaja sie przy 'przesunieciu' w czasie.
To moze przeniesiemy sie na psf, bo ja tu wpadam goscinnie, zapytac sie o przejsciowke do oscyloskopu czy inne drobiazgi i nie wiem, jak taka pozatematyczna dyskusja bylaby tu widziana. A na psf sezon ogorkowy i wszystko, niestety, przechodzi.
A nie maja racji? Sugerowana w pierwszym poscie metoda sie nie da.
Na reszte musialbym nieco szerzej odpisac, a niestety czasu zabraklo, wiec do jutra.
Nazwa grzebień bierze się od widma. Widmo z lasera impulsowego z synchronizacją modów ma postać(*) grzebienia, tj. szeregu dyskretnych częstości rozciągających się przez kilkadziesiąt lub kilkaset nm. Dla lasera szafirowego może być to widmo w zakresie 770-820nm z quasi-monochromatycznym komponentem co np. 1 GHz. Częstość każdej składowej jest dobrze określona przez dwie częstości z zakresu radiowego (właśnie ten 1 GHz i druga częstość mniejsza niż 1 GHz). Więc dysponując wzorcem częstości 'radiowym' (wzorzec rubidowy, cezowy, maser wodorowy) można 'wyczarować' częstość optyczną. A pomiar polega na współliniowym pomiarze wiązki z lasera mierazonego i z lasera impulsowego i rzuceniu tego na szybką fotodiodę - wtedy dostajesz sygnał elektryczny o częstości różnicy pomiędzy częstościami optycznymi. Jak znasz częstość zęba to dodajesz/odejmujesz częstość dudnień i masz częstość lasera. :) Wszystkie zabawki są dosyć duże i drogie. W obecnej implementacji wszystko zajmuje duży stół i jest zasilane z 230V. Nie wiek dokładnie co chcesz zmierzyć, ale sam laser o jednej częstotliwości musi być także nie byle jaki. Nie dość, że jednomodowy to najlepiej stabilizowany bo jak będzie pływał jak szalony i nie zmierzysz efektu, który chcesz zmierzyć. Bo jak po popłynie mu częstość o 1e-9 to wynik się o 200-300 kHz zmieni -- elektroniczne generatory o takiej stabilności są dostępne za $1 a optyczne są wiele razy droższe.
Dzieki za obszerne wyjasnienie. W miedzyczasie znalazlem pare linkow pod tym haslem. "Chlopcy" z AGH tez sie tym zajmuja i tam bede mial najblizej. Mam tam paru starych znajomych, pewnie sa juz profesorami wiec moze swych zabawek uzycza. W sumie rozumiem, ze taki pomiar zrobic mozna tyle, ze niezbyt wygodnie... Do czego mi to potrzebne jeszcze sam nie wiem; jestem na etapie analizy mozliwosci technicznych. Byc moze skupie sie na zabawkach z zakresu mikrofalowego, w koncu to tez fala EM a o ilez latwiejsza w obrobce. Jeszcze raz dziekuje. Pzdr. Tornad
Przejrzalem wiekszy kawalek watku. Nieelegancko sie zachowales:(
Przy okazji, gdzieniegdzie piszac zle Cie zrozumialem, wiec teraz opisze wszytko dokladniej.
I tu mnie Ty zle zrozumiaeś. Wyniki klasyczne sa ciut rozne od STW. STW w obu przypadkach da ten sam wynik, 'klasyczna' wersja roznie, w zaleznosci od tego, ktora czesc ukladu jedzie.
Co ciekawe, wersja STW jest srednia geometryczna dwoch przypadkow klasycznych;) To nie tylko ciekawostka, ale tez istotny problem uniemozliwiajacy zrobienie pewnego eksperymentu.
Tu masz oczywiscie racje. Nieprecyzyjnie sie wyrazilem.
Wrocmy do eksperymentu.
Wersja A, detektor na wozku, nadajnik stoi. Wersja B, detektor stoi, nadajnik na wozku.
V predkosc zblizania.
STW w obu przypadkach przewiduje dla swiatla f/f0 = sqrt( (c+v)/(c-v) )
Wersja klasyczna, czyli gdy fala rozchodzi sie z pedkoscia c w osrodku (stojacym wzgledem laboratorium) i mamy czasoprzestrzen galileusza (nie ma dylatacji czasu)
A= f/f0 = (c+v)/c B= f/f0 = c/(c-v)
A= 1+ v/c B= 1 + v/c + (v/c)^2 + (v/c)^3...
STW nie przewiduje roznicy, wersja 'klasyczna':
Df /f0 = B-A = (v/c)^2 + (v/c)^3...
Policzylismy wzgledną roznice czestotliwosci. Niezaleznie od czestotliwosci jakiej uzyjesz, musisz miec dokladnosc wzgledna na tyle duzą, aby mierzyc czestotliwosc z dokladnoscią do (v/c)^2
v Df/f0 =(v/c)^2
1m/s 10^-19 (tragicznie malo!)
110km/h 10^-14 (nadal kiepsko)
340m/s (dzwiek) 10^-12
7 706 m/s (srednia predkosc stacji kosmiacznej) 6e-10
Dokaldnosc zegarow atomowych (to nie dokonca stabilnosc czestotliwosci!) siega 10^-15.
Nie wolno popelnic błędu jaki popełnili wspominani przezemnie naukowcy mierzący 'transwersalny efekt dopplera' zegary zadajace częstotliwość (i nadajnika i odbiornik) musza znajdowac sie na wozku, gdy potrzeba. Nie mozna np obu zasilac z jednego generatora dlugim miękkim falowodem;) Będą problemy, aby to zdudnić! Musisz miec zrodla czestotliwosci, ktora pracują z ta sama czestotliwoscia z taka doklanoscia, jaka wynika z (V/c)^2 !
STW mowi, ze jezeli zrobisz jak mowie, czyli te zegary beda na platformach i bedziesz jedna albo druga rozpedzal, dostaneisz zawsze sqrt((c+v)/(c-v)) i zerowa roznice.
Jesli jednak bedziesz mial jedna zrodlo czestotliwosci i bedziesz 'zasilal' nim za pomoca falowodu (sygnal elektryczny, falowod na mikrofale, swiatlowod, wszytko jedno) o stalej dlugosci (moze byc giętki) dostaniesz (STW przewiduje) wyniki takie same jak 'galileusz' ;)
Takich pulapek jest wiecej. Jesli eksperymentator postanowi 'ulepszyc' eksperyment, postawi detektor i odbiornik na jednej platformie, a na drugiej lustro/reflektor i raz porusza wozkiem z 'lustrem', a raz z aparatura, to znow obie teorie przewidują dokladnie ten sam wynik: f/f0=(v+c)/(c-v) dla obu przypadkow (ruch wozka 1 lub 2). :)
Sytuacja jest jeszcze gorsza, jezeli nas osrodek porusza sie wzgledem laboratorium.
Podsumowujac, taki eksperyment w warunkach laboratoryjnych to spore wyzwanie, gownie od strony technicznej. Stawiam, ze nie wykonany jeszcze (bo po co;)
Przciez policzyles dokladnie tak samo (no, podzieliles a ja odjalem dwa gotowe wyorki) tylko czesc zrobiles 'w pamieci', a ja w przeciwna strone, dodalem conieco dla komentarza. Nie zawsze superkrotkie rachunki sa uzasadnione dydaktycznie;)
Takie zycie;)
Z dobrymi zagarami to i samolot wystarcza. Satelity GPS widza na wzajem swoj sygnal mijajac sie? Raczej nie.
A, jeszcze jedna uwaga do Tornada. Jesli nei chce mierzyc predkosci z dokaldnoscia do (v/c) to niech na obu platformach (ruchomej i stojacej) bedzie na raz caly zestaw - i nadajnik, i odbiornik. Ech, widze kolejna fale problemow technicznych:)
Ale jesli tornad zalatwi co najmniej dwa przenosne zegary atomowe i kukuruźnika, mozemy brac sie do roboty.
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.