Hoe een gravimeter werkt:het meten van de zwaartekracht

Een gravimeter is een instrument dat wordt gebruikt om de versnelling te meten vanwege de zwaartekracht op een specifieke locatie. Deze meting, vaak uitgedrukt in milligalen (MGAL), is een sleutelfactor bij het begrijpen van de interne structuur, samenstelling en dynamiek van de aarde.

Er zijn verschillende soorten gravimeters, maar ze delen allemaal het principe van het meten van de zwaartekracht handelen op een testmassa. Hier is een uitsplitsing van hoe ze werken:

1. Absolute gravimeters:

* Deze instrumenten meten de versnelling van een vrij vallend object in een vacuümkamer.

* Ze gebruiken een zeer nauwkeurige atoomklok om de tijd te meten die nodig is om een ​​testmassa een specifieke afstand te laten vallen.

* Hieruit kan de versnelling als gevolg van de zwaartekracht worden berekend met behulp van de vergelijking: g =2d/t² , waarbij G de versnelling is als gevolg van de zwaartekracht, D is de afstand die de massa valt en t is de tijd die nodig is om te vallen.

* Ze bieden de meest nauwkeurige meting van de zwaartekracht, maar zijn complex en duur.

2. Relatieve gravimeters:

* Deze instrumenten meten het verschil in zwaartekrachtversnelling tussen twee locaties.

* Ze gebruiken meestal een veersysteem, waarbij de zwaartekracht een veer uitstrekt of comprimeert.

* De hoeveelheid stretching of compressie is evenredig met de zwaartekracht.

* De beweging van de veer wordt gemeten met behulp van een zeer gevoelige sensor (bijv. Een optische sensor).

* Ze zijn minder nauwkeurig dan absolute gravimeters, maar zijn meer draagbaar en kosteneffectief.

Hier is een vereenvoudigde verklaring voor relatieve gravimeters:

1. Een testmassa is bevestigd aan een veer in de gravimeter.

2. Wanneer de gravimeter zich op een specifieke locatie bevindt, strekt of somprimeert de veer door de zwaartekracht.

3. Deze stretching of compressie wordt gemeten door een sensor.

4. De gemeten verplaatsing is recht evenredig met de zwaartekracht.

5. De metingen van de sensor worden vervolgens vergeleken met een bekende waarde om het verschil in zwaartekracht tussen de huidige locatie en het referentiepunt te bepalen.

Toepassingen van gravimeters:

Gravimeters worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder:

* Geofysica: Het bestuderen van het interieur van de aarde, het in kaart brengen van geologische formaties en het detecteren van minerale afzettingen.

* Olie- en gasverkenning: Het vinden van ondergrondse olie- en gasreservoirs.

* Civiele techniek: Het beoordelen van de stabiliteit van structuren en stichtingen.

* geodesy: Het meten van veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde, die kunnen worden gebruikt om veranderingen in zeespiegel, ijskapmassa en andere fenomenen te volgen.

* Militaire toepassingen: Ondergrondse tunnels en bunkers detecteren.

Samenvatting:

Gravimeters meten de versnelling als gevolg van de zwaartekracht, die waardevolle informatie biedt over de samenstelling en dynamiek van de aarde. Hoewel absolute gravimeters de meest precieze metingen bieden, zijn relatieve gravimeters draagbaarder en kosteneffectiever, waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen.