طريقة لتسجيل النطاق العريض عالية الدقة الأطياف الانبعاثات من أقواس البرق المختبر

والهدف العام لهذه التجربة هو الحصول على طيف الانبعاثات لقوس البرق المتولد. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في فهم آليات البرق الأساسية وتفاعلها مع الهواء وتفاعلها مع العناصر الأخرى داخل البيئة المحيطة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها غير تدخلية ولا تتداخل مع قوس البرق.

مساعدتي لإثبات الإجراء سيكون كريس ستون، مدير مختبر البرق. تستخدم هذه التجربة مولد البرق في مختبر مورغان بوتي البرق من جامعة كارديف. يتم إنشاء البرق داخل غرفة الكهرومغناطيسية الدافع المحمية.

داخل الغرفة، هناك جهاز تلاعب. يحتوي جهاز الحفر على دعم للأقطاب الكهربائية المولدة للأقواس. مترين من تلاعب هو ترايبود دعم الألياف البصرية الصغيرة.

يتم تكزيم الألياف وتوجه نحو منطقة التصريف. الألياف البصرية تجري الضوء إلى غرفة ثانية على رأس الأولى؛ داخل الغرفة هو نظام الطيف التي تسيطر عليها الكمبيوتر. الألياف البصرية تنتهي على هيكل النظام الخفيف الضيق.

يتم تصوير الغرفتين ، والجهاز المرتبط بكل منها ، والألياف المتصلة في هذا التخطيطي. ويستند نظام الطيف على تكوين Czerny تيرنر مع طول بؤري من 30 سم. يمر الضوء من الألياف من خلال فتحة قابلة للتعديل 100 ميكرومتر.

تعكس ثلاث مرايا وصر قابل للتدوير الضوء إلى كاميرا رقمية تعمل عند درجة حرارة 70 درجة مئوية. الدقة الطيفية هي 0.6 نانومتر في المدى الفرعي 140 نانومتر. إعداد أقطاب مصنوعة من المواد المناسبة.

تستخدم هذه التجربة زوجا من نصفي التنغستن يبلغ قطره 60 ملليمترا. يتطلب إعداد الأقطاب القماش الخالية من الوبر وحمام مائي صوتي ومجموعة من الصنفرة ودرجات القماش المصقول. تنظيف قطب واحد في وقت واحد؛ تبدأ مع الصنفرة الخشنة وفرك القطب لمدة خمس دقائق.

عند الانتهاء، ضع نصف الكرة الأرضية في حمام صوتي بدرجة حرارة الغرفة. بعد 10 دقائق، وارتداء قفازات نظيفة وإزالة نصف الكرة الأرضية. امسحه بقطعة قماش خالية من الوبر.

كرر عملية فرك ونظيفة مع درجات أدق من الصنفرة. والهدف من ذلك هو إزالة الملوثات وتحقيق تلميع جيد للتجربة. عندما تكون كل من الأقطاب الكهربائية نظيفة، تأخذهم إلى الغرفة لتركيب.

في هذه التجربة، عندما يتم تركيبها، يتم فصل الأقطاب الكهربائية بمقدار 14 ملليمتر. في غرفة القطب الكهربائي، ضع الألياف البصرية لعرض مركز فجوة القطب الكهربائي. عبر جهاز كمبيوتر التحكم، بدء تشغيل نظام المطياف ونقل صريف إلى موقف البداية من 450 نانومتر، ثم وضع مصدر معايرة في الطرف المفتوح من الألياف البصرية وتشغيله.

على جهاز التحكم، تحسين الإشارة وتسجيل الأطياف. إيقاف وإزالة مصدر المعايرة. ابحث عن الأطوال الموجية للقمم المعروفة للمصدر للمعايرة، في هذه الحالة على ظهر الجهاز.

أدخل هذه القيم في برنامج التحكم الطيفي للمعايرة التلقائية. الاستمرار عن طريق وضع الصريف لمدى فرعي المقبل، والتي ينبغي أن تتداخل الأولى، ثم العودة مصدر المعايرة إلى الجزء الأمامي من الألياف البصرية لمعايرة هذا النطاق. كرر خطوات المعايرة على مدى الطول الموجي المطلوب.

للتجربة، أغلق باب غرفة القطب والتأكد من أنه ضيق الضوء. بعد ذلك، انتقل إلى غرفة التحكم في مولدات البرق. تأكد من أن الباب مؤمن

داخل، التبديل على مولد البرق، ثم انتقل إلى أجهزة الكمبيوتر للسيطرة على ورصد التجربة. استخدام البرمجيات على جهاز الكمبيوتر التحكم لنقل صرة الطيف إلى موقفها بداية من 450 نانومتر، ثم استخدام الكاميرا لالتقاط صورة خلفية. المقبل حدد الموجي ، في هذه الحالة واحدة مع ذروة 100 كيلو أمبير.

بعد التأكد من أن الطيف سيتم تشغيله من قبل الحدث البرق، بدء شحن النظام ومراقبة مستوى الشحن. عندما يكتمل الشحن، يكون النظام جاهزًا. ضع حماية الأذن قبل بدء العد التنازلي.

اضغط على الزر لتحريك البرق. بعد وقت قصير من القوس، سوف تظهر الموجي البرق في برنامج التحكم مولد البرق. بالإضافة إلى ذلك، ستظهر الأطياف في برنامج الطيف.

استمر من خلال أخذ ثلاثة قياسات أخرى مع الصريف في 450 نانومتر ، ثم نقل الصريف إلى موقعه التالي ، 550 نانومتر. تكرار القياسات في هذا الموقف وفي كل من الآخرين في النطاق المطلوب من الأطوال الموجية. هذه البيانات هي من قوس البرق 100 كيلو أمبير ولدت مختبرا.

هو نتيجة لمتوسط الأطياف المقاسة لكل نطاق فرعي وخياطة الفئات الفرعية معا. هنا هي نفس البيانات التي تظهر كمؤامرة كثافة مع القمم البارزة التي تم تحديدها من خلال المقارنة مع قاعدة بيانات. النيتروجين والأكسجين والأرجون والهيليوم تظهر خطوط بسبب وجودها في الغلاف الجوي.

التنغستن يظهر بسبب القطب. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة في أقواس البرق ولدت، فإنه يمكن أيضا أن تطبق على التفريغات الكهربائية السريعة الأخرى مثل التفريغ الجزئي عالية الجهد وإشعال. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تسجيل أطياف البرق من أقواس البرق المتولدة أو من أي تصريف كهربائي سريع آخر.