Medida de longitud
La medición de longitud , la medición de distancia o la medición de rango ( rango ) se refieren a las muchas formas en que se pueden medir la longitud , la distancia o el rango . Los enfoques más utilizados son las reglas, seguidos de los métodos de tiempo de tránsito y los métodos de interferómetro basados en la velocidad de la luz .
Para objetos como cristales y rejillas de difracción , la difracción se utiliza con rayos X y haces de electrones . Las técnicas de medición para estructuras tridimensionales muy pequeñas en todas las dimensiones utilizan instrumentos especializados como la microscopía iónica junto con un modelado informático intensivo.
La regla es el tipo de herramienta de medición de longitud más simple: las longitudes se definen mediante marcas impresas o grabados en un palito. El metro se definió inicialmente con una regla antes de que se dispusiera de métodos más precisos.
Para objetos pequeños o microscópicos, se puede utilizar la microfotografía donde la longitud se calibra mediante una retícula. Una retícula es una pieza que tiene grabadas líneas para longitudes precisas. Las retículas se pueden colocar en el ocular o se pueden utilizar en el plano de medición.
La idea básica detrás de una medición de longitud del tiempo de tránsito es enviar una señal desde un extremo de la longitud que se va a medir al otro, y viceversa. El tiempo para el viaje de ida y vuelta es el tiempo de tránsito Δt, y la longitud ℓ es entonces 2ℓ = Δt * "v", siendo v la velocidad de propagación de la señal, asumiendo que es la misma en ambas direcciones. Si se usa luz para la señal, su velocidad depende del medio en el que se propaga; en unidades SI, la velocidad es un valor definido c 0 en el medio de referencia del vacío clásico. Por lo tanto, cuando se usa luz en un enfoque de tiempo de tránsito, las mediciones de longitud no están sujetas al conocimiento de la frecuencia de la fuente (aparte de la posible dependencia de la frecuencia de la corrección para relacionar el medio con el vacío clásico), pero están sujetas al error en la medición. tiempos de tránsito, en particular, errores introducidos por los tiempos de respuesta de la instrumentación de emisión y detección de pulsos. Una incertidumbre adicional es la corrección del índice de refracción que relaciona el medio utilizado con el vacío de referencia, tomado en unidades SI como el vacío clásico . Un índice de refracción del medio mayor que uno ralentiza la luz.
La medición del tiempo de tránsito es la base de la mayoría de los sistemas de radionavegación para barcos y aeronaves, por ejemplo, el radar y la casi obsoleta Ayuda a la navegación de largo alcance LORAN-C . Por ejemplo, en un sistema de radar, el vehículo envía pulsos de radiación electromagnética (pulsos de interrogación) y desencadenan una respuesta de una baliza de respuesta . El intervalo de tiempo entre el envío y la recepción de un pulso se monitorea y se usa para determinar una distancia. En el sistema de posicionamiento globalSe emite un código de unos y ceros en un momento conocido desde varios satélites, y sus horas de llegada se registran en un receptor junto con la hora en que se enviaron (codificadas en los mensajes). Suponiendo que el reloj del receptor se puede relacionar con los relojes sincronizados de los satélites, el tiempo de tránsito se puede encontrar y utilizar para proporcionar la distancia a cada satélite. El error del reloj del receptor se corrige combinando los datos de cuatro satélites. [1]
