Witam wszystkich. Pewnie sam tytuł nikomu dużo nie mówi, ale temat, który chciałem omówić, jest dosyć obszerny, obejmujący wiele dziedzin od optyki, przez radiotechnikę, elektronikę, programowanie i może nawet robotykę. Ponieważ chciałem przyciągnąć do tematu jak najwięcej osób i przeczytać jak najwięcej opinii, a temat mi się wydaje ciekawy i interesujący, powiem w dużym skrócie. Chodzi mi o robienie "zdjęć" w zakresie promieniowania elektromagnetycznego, od częstotliwości hercowych zakresu ELF, przez promieniowanie widzialne, do częstotliwości promieniowania gamma, oraz obrazowanie promieniowania α, β, pola magnetycznego i elektrycznego. Dobra, tak, wiem, że to praktycznie niemożliwe 😃, przynajmniej w dzisiejszych czasach i dla przeciętnego człowieka. Chciałem poteoretyzować, w jaki sposób można by "fotografować" w każdym z zakresów, z czego zbudować odbiornik i jak przetwarzać dane na obraz. A w moim wyobrażeniu, chciałbym zrobić zestawienie zdjęć nałożonych na siebie, gdzie można wybierać, jaki zakres chce się widzieć, lub nakładać je na siebie. Wtedy przykładowo można by zobaczyć, nałożone na zwykłą fotografię, białe kropki na horyzoncie, które byłyby nadajnikami radiowymi, świecący router lub telefon, satelity geostacjonarne itp.
Tematem się zainteresowałem, gdy kiedyś była moda na robienie zdjęć w podczerwieni. Wtedy pomyślałem, że tak właściwie powinno dać się to zrobić w każdym z zakresów promieniowania elektromagnetycznego. Jednak w internecie nie znalazłem prawie żadnych zdjęć mikrofalowych, radiowych, rentgenowskich itd. (oczywiście poza zdjęciami astronomicznymi).
A teraz po kolei spróbuję omówić, jak bym wyobrażał sobie odbiornik i zdjęcie, na każdym z zakresów, zaczynając od ELF.
Tak właściwie od zakresu ELF do VLF, sytuacja wyglądała by podobnie. Jest to pasmo akustyczne, więc do odbioru można wykorzystać wzmacniacz akustyczny. Największym problemem jednak tutaj byłaby antena, która teoretycznie powinna mieć rozmiary większe od ziemi. Do tematu się nie zagłębiałem, jednak wiem, że można efektywnie tę częstotliwość odbierać zwykłą anteną drutową, jednak chyba niemożliwe jest w tym wypadku określenie kierunku, z którego fale przybywają. Gdyby jednak się udało, w tym zakresie może byłaby szansa sobaczyć w jakiś sposób rezonans Schumanna, oraz sieć energetyczną 50Hz.
Od VLF tak właściwie zaczynają się już nadajniki radiowe, jednak, czy tak naprawdę jest możliwość, aby określić kierunek przybywania fal, których długość nie jest bliska długości anteny, którą jest się w stanie zbudować? Poza zobaczeniem nadajników na tej częstotliwości, może dałoby się zobaczyć ich sygnał odbity od jonosfery?
Tak właściwie od fal krótkich 3-30 MHz chyba zaczyna się coś, co realnie da się zrobić. Nie znam się dobrze na antenach, ale może da się wykonać jakąś antenę kierunkową o długości np. 1/32 albo 1/64 fali. Wtedy antena miałaby ok. 1m. Lecz chyba i tak współczynnik kierunkowy byłby bardzo słaby, bo przykładowo yagi, która ma dosyć dobry, chyba musi mieć konkretnie określone wymiary względem długości fali, a nie jej części. W tym wypadku, gdy oprócz zmiennej, którą jest moc sygnału, dojdą dwie zmienne kierunkowe, trzeba by zbudować układ poruszający anteną i czytający jej pozycję oraz siłę sygnału oraz trzeba to w jakiś sposób zapisać. Najdokładniejszym sposobem byłby pomiar widma oscyloskopem, który obejmował by bardzo szerokie pasmo. Jednak poza ręcznym zapisywaniem wartości, nie mam pomysłu w jaki sposób miałoby to automatycznie działać. Zastanawiałem się też nad prostym układem rezonansowym, który przez diodę ładuje kondensator, a na nim jest mierzone napięcie odwzorowujące siłę sygnału. Stroiło by się go na daną częstotliwość, dla każdego zdjęcia. A sam układ poruszania anteną, może być uniwersalny do wszystkich zakresów, do których jest potrzebny. Można go skonstruować na serwomechanizmach i zębatkach/jakimś mechanizmie z drukarki 3D. A na zdjęciu widoczne byłyby chyba tylko i wyłącznie sztuczne nadajniki radiowe i może ich odbicia od jonosfery.
Od VHF 30-300 MHz do SHF 3-30 GHz, można by już spokojnie budować dobre anteny kierunkowe, a dla tych wyższych częstotliwości, najdokładniejsze, paraboliczne. Dałoby się zrobić zdjęcie z jakąkolwiek rozdzielczością, a nie tylko rozpoznać kilka sił sygnału z kilku kierunków. Jednak tutaj już zamiast oscyloskopu, trzeba by mieć miernik częstotliwości, ale pomiar układem rezonansowym, byłby chyba taki sam. Ten zakres jest również dosyć ciekawy. Widać w nim by było słońce, dużo nadajników radiowych, routery, mikrofale, telefony itd. i to jak wyżej napisałem, z relatywnie dobrą rozdzielczością.
https://www.youtube.com/watch?v=aeah3fFYlnA
https://www.youtube.com/watch?v=g3LT_b6K0Mc
Od 30Ghz do 3 THz byłby problem, ponieważ nie wiem, czy dałoby się samemu zbudować odpowiednie anteny. Chyba jedynym rozwiązaniem jest kupienie gotowca. Również nie wiem co można by w tym zakresie zobaczyć. Chyba jedynie słońce i niektóre satelity.
Dalsza podczerwień to już kamery termowizyjne. Obraz można rejestrować z bardzo dobrą rozdzielczością oraz w prosty i szybki sposób. Jednak cena takiej zabawki jest dosyć wysoka. Można kupić matrycę detektorów 10x10, jednak to jest bardzo mała rozdzielczość, może dało by się zrobić interpolację z kilku zdjęć? Ewentualnie dałoby się zrobić to pojedynczym sensorem/pirometrem, jednak trzeba by ukierunkować jego detekcję i skanować zdjęcie tak jak dla fal radiowych, co było by nieefektywne. Oczywiście w tym zakresie powstawały by zwyczajne zdjęcia termowizyjne.
W bliskiej podczerwieni, jak i w bliskim UV, można z łatwością fotografować zwykłym aparatem cyfrowym/kamerą monitoringu z wyciągniętym filtrem. Po zastosowaniu filtrów przepuszczających odpowiednie promieniowanie IR/UV, można robić zdjęcia w odpowiednim spektrum. Takich zdjęć można znaleźć sporo. Nie wiem czy dalsze UV da się fotografować zwykłym aparatem, ale widziałem, że gdzieś można kupić detektory, tylko też trzeba by skanować po pikselu, w niskiej rozdzielczości.
https://www.youtube.com/watch?v=YL2jYOFbFQI
https://www.youtube.com/watch?v=DTxMQZpez0Y
Autorstwa NickSpiker - Praca własna, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36848794
Fotografia w promieniach X nie byłaby trudna, bo reaguje na nie chyba nawet zwykła klisza fotograficzna, jednak potrzebna byłaby soczewka. Niby istnieje optyka w promieniach-x, jednak nic zbytnio nie znalazłem na internecie, więc dostęp pewnie byłby trudny. Jednak największym problemem jest tu bardzo duża absorbcja promieniowania przez powietrze. Pomimo, że słońce jest dosyć silnym źródłem promieni X, na Ziemi byłoby całkiem ciemno, a ze źródłem "światła", widzieli byśmy na max kilka metrów. Jednak gdyby nie atmosfera, takie zdjęcia byłyby bardzo ciekawe.
Do robienia zdjęć w promieniach gamma, chyba trzeba by się wybrać do NASA. Jedyne co znalazłem w internecie, co można dostać, to pojedyncze detektory gamma i nie wiem, czy da się z nich uzyskać w jakiś sposób obraz. Ale zdjęcia również byłyby ciekawe. Można by zarejestrować świecenie górnych warstw atmosfery, jeżeli promienie nie byłyby pochłonięte przez dolne warstwy oraz świecenie bananów i może innych rzeczy. Jednak najdokładniejsze zdjęcie w promieniach gamma Ziemi z kosmosu, nadal jest rozpikselowanym obrazkiem.
Zastanawiałem się jeszcze, czy możliwe jest rejestrowanie obrazów promieniowania α i β. Jednak chyba żadnym licznikiem Geigera, nie da się określić kierunku z którego przybyło promieniowanie. W domowych warunkach raczej nic ciekawego by nie było widać, ale silniejsze źródła promieniowania np. w Czarnobylu, może były by widoczne z daleka?
Co do pola magnetycznego i elektrycznego, to chyba nie ma innej możliwości jak zmierzyć go bezpośrednio. Jednak w NASA w jakiś sposób mierzyli pole magnetyczne magnetarów, ale może były to pomiary pośrednie.
Z ciekawostek, to detektor neutrin w NASA też chyba można nazwać aparatem. Gdyby mieć matrycę rejestrującą 100% neutrin, można by zobaczyć gwiazdy z drugiej strony Ziemi. Wszystko byłoby prawie całkowicie przezroczyste.
Większość rozważań to tak na prawdę tylko teoretyzowanie. Jednak w przyszłości, w wolnej chwili planuję coś takiego zrobić. Na pewno nie wszystko naraz, ale może zacząć od tych przykładowych 2.4GHz, UV i IR, a później może dłuższych fal radiowych. Przede wszystkim muszę zbudować antenę i mechanizm kierujący nią, układ badający siłę sygnału i program przetwarzający dane na obraz.
Wszystko oczywiście tylko hobbystycznie i z nudów.
Tematem się zainteresowałem, gdy kiedyś była moda na robienie zdjęć w podczerwieni. Wtedy pomyślałem, że tak właściwie powinno dać się to zrobić w każdym z zakresów promieniowania elektromagnetycznego. Jednak w internecie nie znalazłem prawie żadnych zdjęć mikrofalowych, radiowych, rentgenowskich itd. (oczywiście poza zdjęciami astronomicznymi).
A teraz po kolei spróbuję omówić, jak bym wyobrażał sobie odbiornik i zdjęcie, na każdym z zakresów, zaczynając od ELF.
Tak właściwie od zakresu ELF do VLF, sytuacja wyglądała by podobnie. Jest to pasmo akustyczne, więc do odbioru można wykorzystać wzmacniacz akustyczny. Największym problemem jednak tutaj byłaby antena, która teoretycznie powinna mieć rozmiary większe od ziemi. Do tematu się nie zagłębiałem, jednak wiem, że można efektywnie tę częstotliwość odbierać zwykłą anteną drutową, jednak chyba niemożliwe jest w tym wypadku określenie kierunku, z którego fale przybywają. Gdyby jednak się udało, w tym zakresie może byłaby szansa sobaczyć w jakiś sposób rezonans Schumanna, oraz sieć energetyczną 50Hz.
Od VLF tak właściwie zaczynają się już nadajniki radiowe, jednak, czy tak naprawdę jest możliwość, aby określić kierunek przybywania fal, których długość nie jest bliska długości anteny, którą jest się w stanie zbudować? Poza zobaczeniem nadajników na tej częstotliwości, może dałoby się zobaczyć ich sygnał odbity od jonosfery?
Tak właściwie od fal krótkich 3-30 MHz chyba zaczyna się coś, co realnie da się zrobić. Nie znam się dobrze na antenach, ale może da się wykonać jakąś antenę kierunkową o długości np. 1/32 albo 1/64 fali. Wtedy antena miałaby ok. 1m. Lecz chyba i tak współczynnik kierunkowy byłby bardzo słaby, bo przykładowo yagi, która ma dosyć dobry, chyba musi mieć konkretnie określone wymiary względem długości fali, a nie jej części. W tym wypadku, gdy oprócz zmiennej, którą jest moc sygnału, dojdą dwie zmienne kierunkowe, trzeba by zbudować układ poruszający anteną i czytający jej pozycję oraz siłę sygnału oraz trzeba to w jakiś sposób zapisać. Najdokładniejszym sposobem byłby pomiar widma oscyloskopem, który obejmował by bardzo szerokie pasmo. Jednak poza ręcznym zapisywaniem wartości, nie mam pomysłu w jaki sposób miałoby to automatycznie działać. Zastanawiałem się też nad prostym układem rezonansowym, który przez diodę ładuje kondensator, a na nim jest mierzone napięcie odwzorowujące siłę sygnału. Stroiło by się go na daną częstotliwość, dla każdego zdjęcia. A sam układ poruszania anteną, może być uniwersalny do wszystkich zakresów, do których jest potrzebny. Można go skonstruować na serwomechanizmach i zębatkach/jakimś mechanizmie z drukarki 3D. A na zdjęciu widoczne byłyby chyba tylko i wyłącznie sztuczne nadajniki radiowe i może ich odbicia od jonosfery.
Od VHF 30-300 MHz do SHF 3-30 GHz, można by już spokojnie budować dobre anteny kierunkowe, a dla tych wyższych częstotliwości, najdokładniejsze, paraboliczne. Dałoby się zrobić zdjęcie z jakąkolwiek rozdzielczością, a nie tylko rozpoznać kilka sił sygnału z kilku kierunków. Jednak tutaj już zamiast oscyloskopu, trzeba by mieć miernik częstotliwości, ale pomiar układem rezonansowym, byłby chyba taki sam. Ten zakres jest również dosyć ciekawy. Widać w nim by było słońce, dużo nadajników radiowych, routery, mikrofale, telefony itd. i to jak wyżej napisałem, z relatywnie dobrą rozdzielczością.
https://www.youtube.com/watch?v=aeah3fFYlnA
https://www.youtube.com/watch?v=g3LT_b6K0Mc
Od 30Ghz do 3 THz byłby problem, ponieważ nie wiem, czy dałoby się samemu zbudować odpowiednie anteny. Chyba jedynym rozwiązaniem jest kupienie gotowca. Również nie wiem co można by w tym zakresie zobaczyć. Chyba jedynie słońce i niektóre satelity.
Dalsza podczerwień to już kamery termowizyjne. Obraz można rejestrować z bardzo dobrą rozdzielczością oraz w prosty i szybki sposób. Jednak cena takiej zabawki jest dosyć wysoka. Można kupić matrycę detektorów 10x10, jednak to jest bardzo mała rozdzielczość, może dało by się zrobić interpolację z kilku zdjęć? Ewentualnie dałoby się zrobić to pojedynczym sensorem/pirometrem, jednak trzeba by ukierunkować jego detekcję i skanować zdjęcie tak jak dla fal radiowych, co było by nieefektywne. Oczywiście w tym zakresie powstawały by zwyczajne zdjęcia termowizyjne.
W bliskiej podczerwieni, jak i w bliskim UV, można z łatwością fotografować zwykłym aparatem cyfrowym/kamerą monitoringu z wyciągniętym filtrem. Po zastosowaniu filtrów przepuszczających odpowiednie promieniowanie IR/UV, można robić zdjęcia w odpowiednim spektrum. Takich zdjęć można znaleźć sporo. Nie wiem czy dalsze UV da się fotografować zwykłym aparatem, ale widziałem, że gdzieś można kupić detektory, tylko też trzeba by skanować po pikselu, w niskiej rozdzielczości.
https://www.youtube.com/watch?v=YL2jYOFbFQI
https://www.youtube.com/watch?v=DTxMQZpez0Y
Autorstwa NickSpiker - Praca własna, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36848794
Fotografia w promieniach X nie byłaby trudna, bo reaguje na nie chyba nawet zwykła klisza fotograficzna, jednak potrzebna byłaby soczewka. Niby istnieje optyka w promieniach-x, jednak nic zbytnio nie znalazłem na internecie, więc dostęp pewnie byłby trudny. Jednak największym problemem jest tu bardzo duża absorbcja promieniowania przez powietrze. Pomimo, że słońce jest dosyć silnym źródłem promieni X, na Ziemi byłoby całkiem ciemno, a ze źródłem "światła", widzieli byśmy na max kilka metrów. Jednak gdyby nie atmosfera, takie zdjęcia byłyby bardzo ciekawe.
Do robienia zdjęć w promieniach gamma, chyba trzeba by się wybrać do NASA. Jedyne co znalazłem w internecie, co można dostać, to pojedyncze detektory gamma i nie wiem, czy da się z nich uzyskać w jakiś sposób obraz. Ale zdjęcia również byłyby ciekawe. Można by zarejestrować świecenie górnych warstw atmosfery, jeżeli promienie nie byłyby pochłonięte przez dolne warstwy oraz świecenie bananów i może innych rzeczy. Jednak najdokładniejsze zdjęcie w promieniach gamma Ziemi z kosmosu, nadal jest rozpikselowanym obrazkiem.
Zastanawiałem się jeszcze, czy możliwe jest rejestrowanie obrazów promieniowania α i β. Jednak chyba żadnym licznikiem Geigera, nie da się określić kierunku z którego przybyło promieniowanie. W domowych warunkach raczej nic ciekawego by nie było widać, ale silniejsze źródła promieniowania np. w Czarnobylu, może były by widoczne z daleka?
Co do pola magnetycznego i elektrycznego, to chyba nie ma innej możliwości jak zmierzyć go bezpośrednio. Jednak w NASA w jakiś sposób mierzyli pole magnetyczne magnetarów, ale może były to pomiary pośrednie.
Z ciekawostek, to detektor neutrin w NASA też chyba można nazwać aparatem. Gdyby mieć matrycę rejestrującą 100% neutrin, można by zobaczyć gwiazdy z drugiej strony Ziemi. Wszystko byłoby prawie całkowicie przezroczyste.
Większość rozważań to tak na prawdę tylko teoretyzowanie. Jednak w przyszłości, w wolnej chwili planuję coś takiego zrobić. Na pewno nie wszystko naraz, ale może zacząć od tych przykładowych 2.4GHz, UV i IR, a później może dłuższych fal radiowych. Przede wszystkim muszę zbudować antenę i mechanizm kierujący nią, układ badający siłę sygnału i program przetwarzający dane na obraz.
Wszystko oczywiście tylko hobbystycznie i z nudów.
To da ci obraz jak wyglądałoby takie obrazowanie. Gamma by była prostsza pod tym względem, bo energie mniejsze.
