من أجل إجبار السائقين على الالتزام بالسرعة المحددة في الطرق السريعة والرئيسية، عادةً ما تعمل الجهات المسؤولة على تثبيت أجهزة رادار “Doppler Radar” لقياس السرعة، أو تستعمل ما يُعرف باسم مسدسات الرادار “laser speed gun” التي تُحدد بدقة سرعة السيارة، وبذلك يُعرِّض السائق نفسه للمخالفة إن تجاوز السرعة المحددة.
نعم، نحن نعلم ما يدور بذهنك في كل مرة يُحدد فيها الرادار سرعة سيارتك، وهو كيف يُمكن لجهاز غير متصّل بالسيارة بشكلٍ مباشر أن يُحدد بدقة سرعتها؟ وما هو ما نوع التكنولوجيا والقوانين الفيزيائية التي تعمل وفقها هذه الأجهزة؟ في هذا المقال سنُجيبك على ذلك!
كيف تعمل أجهزة الرادار على تحديد سرعة المركبات؟
في البداية، هناك نوعان من أجهزة الرادار لقياس السرعة: رادار عادي والذي يعمل بالموجات الصوتية، ومسدس الرادار الذي يعمل بالليزر “الضوء”. كلاهما يعملان بدقة كبيرة على تحديد سرعة المركبات، لكن وفق مبدأيْن مختلفان.
تعمل أجهزة الرادار على قياس سرعة السيارات وفق مبادئ فيزيائية عديدة، لكن أشهر هذه المبادئ وأكثرها انتشارًا هي “ظاهرة دبلر”. ولظاهرة دبلر نوعين: ظاهرة دبلر الكلاسيكية التي تعمل بالأمواج الصوتية، وظاهرة دبلر النسبية التي تعمل بالأمواج الكهرومغناطيسية “الضوء”، كلاهما تعملان وفق نفس المبدأ الفيزيائي.
أجهزة الرادار Doppler Radar
تعمل ظاهرة دبلر الكلاسيكية وفق مبدأ التغيير في تردد الصوت وفقًا للسرعة النسبية بين المصدر “السيارة ” والمراقب “الرادار”. حيث يزداد التردد كلما اقترب المصدر من المُراقب، ويقل عندما يبتعد المصدر الصوتي عنه.
ولفهمٍ أكثر دقة، يقوم الرادر بإرسال نبضة ليزر معروفة التردد والضوء الموجي على السيارة المُراد قياس سرعتها، والتي تبتعد شيئًا فشيئًا عن الرادار. حيث تصطدم الموجة بالسيارة ثم تنعكس مرةً أخرى إلى الرادار على مرحلتيْن، وفي المرة الثانية تكون السيارة قد ابتعدت عن موضعها الأول، ما يعني أن اختلاف المسافة الأولى عن الثانية.
بناءً على ذلك، فإن المسافة التي قطعتها الموجة الثانية كانت أطول من الأولى، ما يعني أن الطول الموجي للموجة الثانية أطول من الأولى وفق قانون سرعة الضوء الذي يُساوي حاصل ضرب التردد بالطول الموجي.
بعد أن يلتقط الرادار النبضة الليزرية، يعمل على تحويلها إلى إشارة كهربية، ثم يقوم الكمبيوتر من خلال الطول الموجي المعروف باحتساب سرعة المركبة بالتعويض في قانون دبلر. هكذا يتم الأمر!
مسدس الرادار laser speed gun
بالنسبة للنوع الثاني من أجهزة الرادار، وهو مسدس ليزري يستعمله أفراد الشرطة عادةً لتحديد سرعة المركبات، ويعمل وفق مبدأ Time-of-flight، أي زمن التحليق.
يقوم الجهاز بإرسال نبضة ليزر ضوئية من نوع الأشعة تحت الحمراء إلى السيارة المراد قياس سرعتها، حيث يتم احتساب زمن وصول النبضة إلى السيارة في الذهاب والعودة من خلال منظار رصد خاص حساس للأشعة تحت الحمراء. (حيث أن سرعة الليزر هي نفسها سرعة الضوء ثابتة ولا تتغير في رحلتي الذهاب والعودة وتساوي 300,000,000 متر/الثانية).
ثم يقوم الحاسوب باحتساب الفارق الزمني بين رحلتي الذهاب والإياب ويُقدّر المسافة التي تبتعد فيها السيارة عن الرادار. وبعد جزء من الألف من الثانية، يُرسل الجهاز نبضة ليزرية ثانية وتُعاد نفس الخطوات السابقة مرةً أخرى ثُم تُحتسب سرعة السيارة من معرفة المسافة الثانية والفارق الزمني بين نبضتي الليزر عبر قسمة المسافة على الزمن، لتُعطى النتيجة بدقة كبيرة.
على الرغم من طول هذه الخطوات، إلا أن العملية تتم في زمة قياسي للغاية يصل لجزء من الثانية. ويُعطي كلا الجهازين نتائج دقيقة للغاية. لكن يتوجب تسليط الموجة الضوئية بدقة على السيارة المرغوب قياس سرعتها. ويكثر استعمال النوع الثاني “المسدس” لدى أفراد الشرطة، في حيث يُثبّت النوع الأول على الطرقات السريعة التي تغيب عنها دوريّات الشرطة لفترات طويلة.
