Laboratuvar Yıldırım Yaylar Genişbant Yüksek Çözünürlüklü Emisyon Spectra Kayıt Yöntemi

Bu deneyin genel amacı, oluşturulan bir yıldırım arkEmisyon spektrumu elde etmektir. Bu yöntem, altta yatan yıldırım mekanizmaları, hava ile etkileşimi ve çevredeki diğer öğelerle etkileşimi anlamada yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, müdahaleci olmaması ve yıldırım yayı ile karışmamasıdır.

Prosedürü göstermeme yardım eden Şimşek Laboratuvarı müdürü Chris Stone olacak. Bu deney, Cardiff Üniversitesi Morgan-Botti Lightning Lab yıldırım jeneratörü kullanır. Şimşek elektromanyetik impuls korumalı bir oda içinde üretilir.

Odanın içinde bir şimşek kulesi var. Teçhizat, yay üreten elektrotlar için desteklere sahiptir. Teçhizat iki metre küçük bir fiber optik destekleyen bir tripod olduğunu.

Lif harmanlanmış ve deşarj bölgesine doğru yönlendirilir. Fiber optik ilk üstüne ikinci bir odaya ışık iletir;oda içinde bir bilgisayar kontrollü spektrograf sistemidir. Fiber optik sistemin ışık geçirmez şasiüzerinde sona erer.

İki oda, her biri ile ilişkili cihaz ve bağlantı fiber bu şematik tasvir edilmiştir. Spektrograf sistemi, odak uzaklığı 30 santimetre olan Czerny-Turner konfigürasyonuna dayanmaktadır. Lifden gelen ışık ayarlanabilir 100 mikrometrelik yarıktan geçer.

Üç ayna ve döndürülebilir ızgara, ışığı eksi 70 santigrat derecede çalışan bir dijital kameraya yansıtır. Spektral çözünürlük 140 nanometrelik bir alt aralıkta 0.6 nanometredir. Uygun bir malzemeden yapılmış elektrotlar hazırlayın.

Bu deney 60 milimetre çapında tungsten yarımkürebir çift kullanır. Elektrotların hazırlanması için tüy bırakmayan bezler, sonik su banyosu ve çeşitli zımpara kağıdı ve parlatma bezi çeşitleri gerekmektedir. Bir seferde bir elektrot temizleyin;kaba zımpara ile başlayın ve elektrodu beş dakika ovun.

Bittiğinde, bir oda sıcaklığında sonik banyo içine yarımküreyerleştirin. 10 dakika sonra, temiz eldiven giymek ve yarımküreyi çıkarın. Tüy bırakmayan bir bezle silin.

Ovmak ve temizle işlemini daha ince kalitelerde zımpara kağıdıyla tekrarlayın. Amaç kirleticimaddeleri kaldırmak ve deney için iyi bir cila elde etmektir. Her iki elektrot da temiz olduğunda, montaj için hazneye götürün.

Bu deneyde, monte edildiğinde, elektrotlar 14 milimetre ile ayrılır. Elektrot odasında, elektrot boşluğunun merkezini görmek için fiber optik konumlandırın. Bir kontrol bilgisayarı aracılığıyla, spektrograf sistemini çalıştırın ve ızgarasını 450 nanometrebaşlangıç pozisyonuna taşıyın, sonra fiber optikaçık ucuna bir kalibrasyon kaynağı yerleştirin ve açın.

Kontrol bilgisayarında, sinyali optimize edin ve spektrumları kaydedin. Kalibrasyon kaynağını kapatın ve çıkarın. Bu durumda, cihazın arka tarafında, kalibrasyon için kaynağın bilinen zirveleri için dalga boylarını bulun.

Otomatik kalibrasyon için spektrograf kontrol yazılımına bu değerleri girin. Bir sonraki alt aralığı için ızgara yerleştirerek devam edin, hangi ilk örtüşmelidir, sonra bu aralığı kalibre etmek için fiber optik ön kalibrasyon kaynağı döndürün. Kalibrasyon adımlarını istenilen dalga boyu aralığında tekrarlayın.

Deney için, elektrot odası kapağını kapatın ve ışık geçirmez olduğundan emin olun. Sonra, yıldırım jeneratörü kontrol odasına gidin. Kapının güvenli olduğundan emin ol.

İçeride, yıldırım jeneratörünü açın, sonra deneyi kontrol etmek ve izlemek için bilgisayarlara dönün. Spektrograf ızgarasını 450 nanometrelik başlangıç konumuna taşımak için kontrol bilgisayarındaki yazılımı kullanın, ardından arka plan görüntüsü almak için kamerayı kullanın. Sonra dalga formunu seçin, bu durumda 100 kilo-amp tepe ile bir.

Spektrografın yıldırım olayı tarafından tetiklemesini sağladıktan sonra, sistemi şarj etmeye başlayın ve şarj seviyesini izleyin. Şarj işlemi tamamlandığında, sistem hazırdır. Geri sayıma başlamadan önce kulak korumaaltına alının.

Yıldırımı tetiklemek için düğmeye basın. Yay dan kısa bir süre sonra, yıldırım dalga formu yıldırım jeneratörü kontrol yazılımı nda görünecektir. Buna ek olarak, spektrumstrograf yazılımında görünür.

450 nanometre ızgara ile üç ölçüm daha alarak devam edin, sonra bir sonraki konumuna ızgara hareket, 550 nanometre. Bu pozisyonda ve istenilen dalga boylarında diğer her birinde ölçümleri tekrarlayın. Bu veriler 100 kilo ampluk laboratuvar tarafından oluşturulan bir yıldırım yayı.

Bu, her alt aralığın ölçülen spektrumlarının ortalamasını almanın ve alt aralıkları bir araya dikmelerinin bir sonucudur. Burada bir veritabanı ile karşılaştırıldığında tanımlanan belirgin zirveleri ile bir yoğunluk çizimi olarak gösterilen aynı veriler. Azot, oksijen, argon ve helyum çizgileri atmosferdeki varlığından dolayı ortaya çıkar.

Tungsten elektrot nedeniyle görünür. Bu yöntem oluşturulan yıldırım yayları içine fikir sağlayabilir rağmen, aynı zamanda yüksek voltajlı kısmi deşarj ve kıvılcım gibi diğer hızlı elektrik deşarjları uygulanabilir. Bu videoyu izledikten sonra, oluşturulan yıldırım yaylarından veya başka bir hızlı elektrik boşayından yıldırım spektrumlarının nasıl kaydedildiğini iyi anlamalısınız.