दूरस्थ प्रयोगशालाओं का उपयोग कर चार्ज की गई बूंदों के ऑप्टिकल उत्तोलन में सुरक्षित प्रयोग

Engineering

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Summary

ऑप्टिकल उत्तोलन उड़ती माइक्रोमीटर के लिए एक विधि-आकार अचालक लेजर प्रकाश का उपयोग कर वस्तुओं है । कंप्यूटर और स्वचालन प्रणालियों का उपयोग, ऑप्टिकल उत्तोलन पर एक प्रयोग दूर से नियंत्रित किया जा सकता है । यहां, हम एक दूर से नियंत्रित ऑप्टिकल उत्तोलन प्रणाली है कि दोनों शैक्षिक और अनुसंधान प्रयोजनों के लिए प्रयोग किया जाता है वर्तमान ।

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Galán, D., Isaksson, O., Enger, J., Rostedt, M., Johansson, A., Hanstorp, D., de la Torre, L. Safe Experimentation in Optical Levitation of Charged Droplets Using Remote Labs. J. Vis. Exp. (143), e58699, doi:10.3791/58699 (2019).

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Abstract

काम एक प्रयोग है कि कई मौलिक शारीरिक प्रक्रियाओं के अध्ययन की अनुमति देता है प्रस्तुत करता है, जैसे फोटॉन दबाव, प्रकाश की विवर्तन या बिजली के खेतों में चार्ज कणों की गति । इस प्रयोग में, एक केंद्रित लेजर बीम ऊपर की ओर इशारा करते हुए उड़ जाना तरल बूंदों । बूंदों को पछाड़कर लेजर बीम के फोटॉन दबाव से levitated जाता है जो गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करता है । विवर्तन पैटर्न बनाया जब लेजर प्रकाश के साथ प्रबुद्ध एक फंस छोटी बूंद के आकार को मापने में मदद कर सकते हैं । फंस छोटी बूंद के प्रभारी अपनी गति का अध्ययन करके निर्धारित किया जा सकता है जब एक खड़ी निर्देशित बिजली क्षेत्र लागू है । इस प्रयोग को दूर से नियंत्रित करने के लिए प्रेरित करने के कई कारण हैं । सेटअप के लिए आवश्यक निवेश स्नातक शिक्षण प्रयोगशालाओं में सामान्य रूप से उपलब्ध राशि से अधिक है । प्रयोग कक्षा 4 के एक लेजर की आवश्यकता है, जो दोनों त्वचा और आंखों के लिए हानिकारक है और प्रयोग वोल्टेज है कि हानिकारक है का उपयोग करता है ।

Introduction

तथ्य यह है कि प्रकाश गति वहन सबसे पहले केपलर ने सुझाव दिया था जब उन्होंने बताया कि क्यों एक धूमकेतु की पूंछ हमेशा सूरज से दूर अंक । एक लेजर का उपयोग करने के लिए कदम है और जाल macroscopic वस्तुओं पहले १९७१ में ए. Ashkin और जे. एम. Dziedzic द्वारा सूचित किया गया था जब वे दिखा दिया कि यह उड़ जाना माइक्रोमीटर आकार अचालक1वस्तुओं के लिए संभव है । फंस वस्तु एक ऊपर की ओर निर्देशित लेजर बीम के संपर्क में था । लेजर बीम का हिस्सा वस्तु है जो उस पर एक विकिरण दबाव लगाया है कि गुरुत्वाकर्षण counterbalance करने के लिए पर्याप्त था पर परिलक्षित किया गया था । प्रकाश के अधिकांश, तथापि, अचालक वस्तु के माध्यम से refracted था । प्रकाश की दिशा के परिवर्तन के कारण वस्तु का हटना होता है ।  एक गाऊसी बीम प्रोफ़ाइल में रखा एक कण के लिए हटना के शुद्ध प्रभाव यह है कि छोटी बूंद उच्चतम प्रकाश की तीव्रता2के क्षेत्र की ओर कदम होगा । इसलिए, एक स्थिर फँसाने की स्थिति में लेजर बीम केंद्र बिंदु से थोड़ा ऊपर एक स्थिति में बनाया गया है जहां विकिरण दबाव संतुलन गुरुत्वाकर्षण ।

चूंकि ऑप्टिकल उत्तोलन विधि छोटी वस्तुओं के किसी भी वस्तु के साथ संपर्क में होने के बिना फंस गया है और नियंत्रित करने के लिए अनुमति देता है, अलग शारीरिक घटना एक levitated छोटी बूंद का उपयोग कर अध्ययन किया जा सकता है । हालांकि, प्रयोग दो सीमाएं प्रस्तुत करने के लिए reproduced किया जाएगा और स्कूलों या विश्वविद्यालयों में लागू नहीं के बाद से सभी संस्थानों आवश्यक उपकरण खरीद सकते है और के बाद से वहां हाथ में कुछ जोखिम लेजर के आपरेशन पर हैं ।

दूरस्थ प्रयोगशालाओं (आरएलएस) प्रयोगात्मक गतिविधियों के लिए वास्तविक प्रयोगशाला उपकरणों के लिए ऑनलाइन दूरदराज के उपयोग की पेशकश करते हैं । आरएलएस पहले 90 के दशक के अंत में दिखाई दिया, इंटरनेट के आगमन के साथ, और उनके महत्व और उपयोग वर्षों से बढ़ गया है, के रूप में प्रौद्योगिकी और प्रगति की है उनके प्रमुख चिंताओं में से कुछ3हल किया गया है । हालांकि, आरएलएस के कोर समय के साथ ही रह गया है: इंटरनेट कनेक्शन के लिए एक प्रयोगशाला का उपयोग, और नियंत्रण और एक प्रयोग की निगरानी के साथ एक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस का इस्तेमाल करते हैं ।

उनके दूरदराज के प्रकृति के कारण, आरएलएस उन जोखिम है कि इस तरह के प्रयोगों की प्राप्ति के साथ जुड़ा हो सकता है को उजागर बिना उपयोगकर्ताओं के लिए प्रयोगात्मक गतिविधियों की पेशकश करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इन उपकरणों के छात्रों को और अधिक समय खर्च प्रयोगशाला उपकरणों के साथ काम करने की अनुमति है, और इसलिए बेहतर प्रयोगशाला कौशल का विकास । आरएलएस के अंय लाभ है कि वे 1) विकलांग लोगों के लिए प्रयोगात्मक कार्य करने की सुविधा, 2) विश्वविद्यालयों और 3 के बीच आरएलएस साझा करने के द्वारा छात्रों के लिए पेशकश की प्रयोगों की सूची का विस्तार) निर्धारण प्रयोगशाला काम में लचीलापन बढ़ाने के लिए, जब से यह घर से प्रदर्शन किया जा सकता है जब एक भौतिक प्रयोगशाला बंद कर दिया है । अंत में, आरएलएस भी ऑपरेटिंग कंप्यूटर नियंत्रित प्रणाली है, जो आजकल अनुसंधान, विकास और उद्योग का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है में प्रशिक्षण प्रदान करते हैं । इसलिए, आरएलएस केवल वित्तीय और सुरक्षा के मुद्दों है कि पारंपरिक प्रयोगशालाओं मौजूद है, लेकिन यह भी अधिक दिलचस्प प्रयोगात्मक अवसर प्रदान करने के लिए एक समाधान प्रदान नहीं कर सकते ।

प्रायोगिक सेटअप इस काम में इस्तेमाल के साथ, यह आकार और एक फंस छोटी बूंद के आरोप को मापने के लिए संभव है, बिजली के क्षेत्रों में आरोप लगाया कणों की गति की जांच और विश्लेषण कैसे एक रेडियोधर्मी स्रोत एक छोटी बूंद4 पर आरोप बदलने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है .

प्रस्तुत प्रयोगात्मक सेटअप में, एक शक्तिशाली लेजर ऊपर की ओर निर्देशित है और एक ग्लास सेल4के केंद्र में केंद्रित है । लेजर एक 2 डब्ल्यू ५३२ एनएम डायोड है-ठोस राज्य लेजर पंप (CW), जहां आम तौर पर के बारे में 1 वाट (डब्ल्यू) का प्रयोग किया जाता है । फंसाने लेंस की फोकल लंबाई ३.० सेमी है । बूंदों एक पीजो छोटी बूंद मशीन के साथ उत्पंन कर रहे है और लेजर बीम के माध्यम से उतरना जब तक वे सिर्फ लेजर के ध्यान से ऊपर फंस रहे हैं । फँसाना तब होता है जब ऊपर की ओर निर्देशित विकिरण दबाव से बल नीचे गुरुत्वाकर्षण बल के निर्देश के बराबर है । ट्रैपिंग के लिए कोई ऊपरी समय सीमा स्वीकार्य नहीं है । सबसे लंबे समय तक एक छोटी बूंद फंस गया है 9 घंटे, उसके बाद, जाल बंद कर दिया गया था । छोटी बूंद और लेजर क्षेत्र के बीच बातचीत एक विवर्तन पैटर्न जो बूंदों के आकार का निर्धारण करने के लिए प्रयोग किया जाता है पैदा करता है ।

मशीन से उत्सर्जित बूंदों 10% ग्लिसरॉल और ९०% पानी से मिलकर बनता है । पानी का हिस्सा जल्दी से भाप बन जाता है, जाल में एक 20 से 30 µm आकार ग्लिसरॉल छोटी बूंद छोड़ने । एक छोटी बूंद है कि फंस सकता है की अधिकतम आकार के बारे में ४० µm है । कोई वाष्पीकरण के बारे में 10 एस के बाद मनाया जाता है । इस बिंदु पर, सभी पानी की उंमीद है काफूर हो गया है । किसी भी चौकस वाष्पीकरण के बिना लंबे समय फँसाना इंगित करता है कि वहाँ न्यूनतम अवशोषण है और कि छोटी बूंद अनिवार्य रूप से कमरे के तापमान पर है. बूंदों की सतह तनाव उंहें गोलाकार बनाता है । छोटी बूंद मशीन द्वारा उत्पंन की बूंदों के प्रभारी प्रयोगशाला, जहां वे सबसे अधिक नकारात्मक आरोप लगाया बन में पर्यावरण की स्थिति पर निर्भर करता है । ऊपर और ट्रैपिंग सेल के नीचे दो इलेक्ट्रोड के अलावा 25 मिमी रखा के होते हैं । वे एक ऊर्ध्वाधर बिजली प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) या छोटी बूंद पर वर्तमान (एसी) क्षेत्र बारी लागू करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । १००० वोल्ट (V) इलेक्ट्रोड पर लागू किया जाता है, भले ही बिजली के क्षेत्र में किसी भी आर्क्स बनाने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है. एक डीसी क्षेत्र का उपयोग किया जाता है, तो छोटी बूंद ऊपर या नीचे लेजर बीम में एक नया स्थिर संतुलन की स्थिति के लिए ले जाता है । एक एसी क्षेत्र के बजाय लागू किया जाता है, तो छोटी बूंद अपनी संतुलन स्थिति के आसपास झूलती है । दोलनों की भयावहता के आकार और छोटी बूंद के प्रभारी पर निर्भर करता है, बिजली के क्षेत्र की तीव्रता पर, और लेजर जाल की कठोरता पर. छोटी बूंद की एक छवि एक स्थिति के प्रति संवेदनशील डिटेक्टर (PSD) है, जो उपयोगकर्ताओं को छोटी बूंद की ऊर्ध्वाधर स्थिति को ट्रैक करने की अनुमति देता है पर पेश है ।

यह काम भौतिकी में आधुनिक अवधारणाओं को दिखाता है जो आरोपी बूंदों की ऑप्टिकल उत्तोलन पर एक अभिनव आर एल के माध्यम से सूचना और संचार प्रौद्योगिकियों का उपयोग शिक्षण और अनुसंधान के आधुनिकीकरण की एक सफल पहल प्रस्तुत करता है । चित्रा 1 आरएल की वास्तुकला से पता चलता है । तालिका 1 संभव चोटों कि पराबैंगनीकिरण उनके वर्ग के अनुसार पैदा कर सकता है दिखाता है; इस सेटअप में, एक वर्ग IV लेजर इस्तेमाल किया गया है, जो सबसे खतरनाक एक है । यह दृश्य लेजर विकिरण के २.० डब्ल्यू करने के लिए के साथ काम कर सकते हैं, इसलिए दूरदराज के आपरेशन द्वारा प्रदान की सुरक्षा इस प्रयोग के लिए स्पष्ट रूप से उपयुक्त है । आरोपी बूंदों की ऑप्टिकल उत्तोलन आरएल २०१८5में डी. गलां एट अल. के कार्य में प्रस्तुत किया गया । इस काम में, यह प्रदर्शन किया है कि यह कैसे शिक्षकों को लागत, रसद या सुरक्षा के मुद्दों के बारे में चिंतित होने के बिना भौतिक विज्ञान की आधुनिक अवधारणाओं के लिए अपने छात्रों को लागू करना चाहते द्वारा ऑनलाइन किया जा सकता है । छात्रों को एक वेब पोर्टल के माध्यम से आर एल का उपयोग इंटरएक्टिव प्रयोगशालाओं के विश्वविद्यालय नेटवर्क बुलाया (UNILabs-https://unilabs.dia.uned.es) जिसमें वे सभी प्रयोग और प्रायोगिक के उपयोग से संबंधित सिद्धांत के बारे में प्रलेखन पा सकते है एक वेब अनुप्रयोग के माध्यम से सेटअप । एक दूरदराज के प्रयोगशाला की अवधारणा का उपयोग करके, आधुनिक भौतिकी में प्रयोगात्मक काम है कि महंगा और खतरनाक उपकरणों की आवश्यकता है छात्रों के नए समूहों के लिए उपलब्ध कराया जा सकता है । इसके अलावा, यह और अधिक प्रयोगशाला समय और प्रयोगों है कि आम तौर पर अनुसंधान प्रयोगशालाओं के बाहर दुर्गम है साथ पारंपरिक छात्रों को उपलब्ध कराने के द्वारा औपचारिक सीखने को बढ़ाता है ।

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Protocol

नोट: इस प्रयोग में प्रयुक्त लेजर एक वर्ग IV लेजर दिखाई लेजर विकिरण के 1 डब्ल्यू तक पहुंचाने है । लेजर प्रयोगशाला में उपस्थित सभी कर्मियों को पर्याप्त लेजर सेफ्टी ट्रेनिंग का आयोजन किया जाना चाहिए ।

1. प्रायोगिक प्रोटोकॉल पर हाथ

  1. सुरक्षा
    1. सुनिश्चित करें कि लैब में सभी को पता है कि एक लेज़र चालू हो जाएगा ।
    2. लैब में लेजर चेतावनी लैंप चालू करें ।
    3. जांच करें कि कोई घड़ी या धातु के छल्ले पहने और लेजर काले चश्मे पर डाल रहे हैं ।
    4. जांच करें कि चार प्रकाश बोर्ड को अवशोषित, प्रयोग करने के लिए निकटतम, जगह में हैं ।
    5. लेजर और बाधाओं के लिए अवशोषित बोर्ड के बीच अंतरिक्ष की जाँच करें । यह भी जांचें कि ट्रैपिंग सेल और बीम ब्लॉक के बीच की जगह वस्तुओं से मुक्त है ।
  2. सॉफ्टवेयर और प्रयोग तैयार करते हैं ।
    1. लैब कंप्यूटर चालू करें । जब तक यह काम करने के लिए तैयार है रुको ।
    2. डेस्कटॉप से दूरस्थ स्टार्टअप फ़ोल्डर खोलें और चिह्न Main1806.viक्लिक करें । ऊपर बाएं कोने में तीर दबाकर कार्यक्रम चलाएं ।
      नोट: यह चित्रा 2 और चित्रा 3 में दिखाया नियंत्रण कार्यक्रम (उदा, Labview) को खोलता है और स्वचालित रूप से लेजर और बिजली के क्षेत्र के लिए दोनों बिजली की आपूर्ति पर बदल जाता है । इस अनुभाग में अभी से संदर्भित सभी बटंस इन आंकड़ों में दिखाई देने वाले लोगों को संदर्भित करते हैं ।
    3. "EJS चर" के अंतर्गत, "लेज़र दूरस्थ Enable2" पावर का नाम चेकबॉक्स चिह्नित करें और 25 करने के लिए "लेज़र current2" सेट करें ताकि लेज़र पावर स्लाइड दाईं ओर 25% पर समाप्त होता है । लेजर संरेखण लेजर चश्मे का उपयोग कर बीम बीम डंप में समाप्त होता है सुनिश्चित करने के लिए निरीक्षण । यदि नहीं, तो बीम डंप की स्थिति समायोजित करें ।
    4. Drops2 की जाँच करें और बूंदों लेजर बीम में गिर रहे हैं जब तक छोटी बूंद मशीन के टिप ले जाएँ. यह चित्र 4में अक्षर A के साथ चिह्नित अनुवाद चरण का समायोजन करके करें । उस प्रयोजन के लिए, धीरे अनुवाद चरण के आधार पर ड्राइविंग शिकंजा बारी जब तक वांछित स्थिति तक पहुंच जाता है ।
      1. कोई बूंदें आ रहे हैं, तो एक छोटी बूंद मशीन की नोक में दिखाया गया है जब तक सिरिंज में कुछ दबाव लागू होते हैं । इसे ध्यान से पोंछ (नाजुक टिप) एसीटोन के साथ एक कागज का उपयोग कर । अब बूंदें आना शुरू हो जाना चाहिए । जब ऐसा होता है, पर बिंदु 1.2.4 से प्रारंभ करें ।
    5. के बारे में ६६% लेजर वर्तमान 2 इनपुट क्षेत्र और जाल एक छोटी बूंद का उपयोग करने के लिए लेजर शक्ति उठाएं । जैसे ही एक छोटी बूंद फंस गया है Drops2 अनचेक करें ।
      नोट: चित्रा 5 प्रयोगात्मक वातावरण में कब्जा कर लिया छोटी बूंद से पता चलता है । निचले हरे डॉट असली छोटी बूंद से मेल खाती है, जबकि ऊपरी एक कोशिका में छोटी बूंद स्थित है के कांच पर अपनी परछाई है । पर इस पल से, यह फंस छोटी बूंद अब PSD पर छवि है हो जाएगा ।
  3. एक छोटी बूंद के आकार का निर्धारण ।
    1. PSD स्थिति के रूप में शूंय के रूप में संभव के रूप में बंद है जब तक लेजर शक्ति समायोजित करें ।
      नोट: के रूप में बूंदों नीचे या ऊपर पिछले फँसाने पदों फंस सकता है, लेजर शक्ति या आकार के आधार पर/ इस कदम को छोटी बूंद छवि PSD के केंद्र को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है ।
    2. स्क्रीन पर बनाए गए विवर्तन प्रतिमान का अवलोकन करना ( चित्र 1देखें). वेब कैमरा है कि नीचे से स्क्रीन का निरीक्षण करने के लिए तैनात है के साथ एक तस्वीर ले लो ।
      नोट: पैटर्न फंस छोटी बूंद से लेजर प्रकाश diffracted के कारण होता है ।
    3. छवि में 1 से दो मनमाने minima के लिए चिह्नित पंक्ति से दूरी निर्धारित करने के लिए चित्र का उपयोग करें । दूरी सकारात्मक है अगर यह लाइन से छोटी बूंद से आगे है 1, और नकारात्मक चिह्नित । फिर, दोनों दूरी के लिए ४० सेमी जोड़ें । कम एक1कॉल, और सबसे लंबे समय तक एक2। छोटी बूंद के आकार की गणना करने के लिए समीकरण 1 का उपयोग करें:
      Equation 11
      जहां, एक्स छोटी बूंद से स्क्रीन करने के लिए ऊर्ध्वाधर दूरी है (x = २३.५ सेमी), λ लेजर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है (λ = ५३२ एनएम) और Δn फ्रिंज की संख्या है (दोनों के बीच पूर्णांक) minima परिकलन में उपयोग किया गया ।
      नोट: जब छोटी बूंद PSD के बीच में imaged है, दूरी (एक्स), छोटी बूंद से स्क्रीन करने के लिए २३.५ ± ०.१ सेमी है । इस प्रक्रिया का एक अधिक विस्तृत विवरण जे Swithenbank एट अल के काम में पाया जा सकता है । 6.
  4. छोटी बूंद के प्रभारी के ध्रुवीयता निर्धारित करते हैं ।
    1. EJS चर के दाईं ओर टैब रन चुनें और ई-फील्ड डीसी control2 को + 2 V ( चित्रा 3देखें) सेट करें । सावधान रहना, के बाद से इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज अब है २०० वी.
      नोट: छोटी बूंद चार्ज की ध्रुवीयता कैसे छोटी बूंद एक लागू ऊर्ध्वाधर बिजली के क्षेत्र का जवाब देख द्वारा निर्धारित किया जाता है । कैसे बिजली के क्षेत्र में लागू किया जाता है की एक स्केच चित्रा 6 में देखा जा सकता है
  5. छोटी बूंद के प्रभारी निर्धारित
    नोट: छोटी बूंद के आरोप की गणना करने के लिए, यह पहले से छोटी बूंद के आकार को मापने के लिए आवश्यक है । छोटी बूंद का वजन तो तरल का घनत्व जाना जाता है के बाद से निर्धारित किया जा सकता है । चित्रा 7 योजनाबद्ध तरीके से प्रक्रिया का वर्णन करता है ।
    1. ई-फील्ड DC control2 को शूंय पर सेट करें ।
    2. अनुमान और नोट छोटी बूंद की स्थिति के लिए एक औसत मान PSD मानक के अनुसार स्थिति ट्रेस चार्ट तरंगमें ।
    3. लेजर शक्ति का मूल्य नोट करें । यह मान समीकरण 2 में FRad1 होगा ।
    4. सेट ई-फील्ड डीसी control2 के बीच + 1 और 5 वोल्ट या-1 और-5 वोल्ट ताकि ड्रॉप ऊपर की ओर ले जाता है. छोटी बूंद अब एक नई स्थिति में है । धीरे छोटी बूंदा जब तक लेजर शक्ति को कम अपनी मूल स्थिति में वापस आ गया है के रूप में कदम 1.5.2 में उल्लेख किया । नीचे नई लेजर पावर (FRad2) लिखें ।
      यदि छोटी बूंद खो दिया है, Drops2 की जांच करें और शुरू से कदम 1.2.4 ।
    5. शुल्क की गणना करने के लिए निंन कार्यविधि का उपयोग करें । सबसे पहले, बिजली के क्षेत्र से बल की गणना:
      Equation 22
    6. अभिव्यक्ति का उपयोग करते हुए निरपेक्ष शुल्क निर्धारित करें
      Equation 33
      यहां डी इलेक्ट्रोड और यू के बीच की दूरी है लागू वोल्टेज है ।

2. रिमोट प्रयोग प्रोटोकॉल

  1. दूरस्थ प्रयोगशाला में प्रवेश ।
    1. वेब ब्राउज़र पर UNILabs वेबपेज खोलें: https://unilabs.dia.uned.es/
    2. यदि आवश्यक हो तो इच्छित भाषा का चयन करें । विकल्प शीर्षक के तहत मेनू के पहले आइटम में पाया जाता है ।
    3. निम्न डेटा के साथ लॉग इन करें:
      प्रयोक्ता नाम: टेस्ट
      पासवर्ड: टेस्ट
      नोट: लॉगिन फ़्रेम समाचार और वेबपेज के परिचय की जानकारी के तहत है ।
    4. पाठ्यक्रम क्षेत्र में, लॉगिन क्षेत्र के बगल में, गोथनबर्ग विश्वविद्यालय (गुजरात) के लोगो पर क्लिक करें वाम ।
    5. इस प्रयोग की सामग्री तक पहुंचने के लिए ऑप्टिकल उत्तोलन पर क्लिक करें ।
    6. ऑप्टिकल उत्तोलन के दूरस्थ प्रयोगशालापर क्लिक करके दूरस्थ प्रयोगशाला का उपयोग । उसके बाद, सुनिश्चित करें कि वेब पेज का मुख्य फ़्रेम दूरस्थ प्रयोगशाला के उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस दिखाएँ, जैसा चित्र 8में दिखाया गया है ।
  2. ऑप्टिकल उत्तोलन प्रयोगशाला से कनेक्ट करें ।
    नोट: सभी निर्देश यहां चित्रा 8को देखें ।
    1. कनेक्ट बटन पर क्लिक करें । यदि कनेक्शन सफल होता है, तो बटन पाठ कनेक्टेडमें बदल जाएगा ।
      नोट: जब एक उपयोगकर्ता दूरस्थ प्रयोगशाला से जोड़ता है, यह एक ध्वनिक संकेत है कि आसपास के क्षेत्र में है कि किसी को बिजली और लेजर दूर से हेरफेर करेगा में अंय लोगों को चेतावनी देता है उत्सर्जन करता है ।
    2. बूंदों पर नज़र रखने और जांच है कि PSD डेटा प्राप्त किया जा रहा है पर क्लिक करें ।
      नोट: के रूप में कोई बूंदों इस बिंदु पर कब्जा कर रहे हैं, प्राप्त मूल्य प्रासंगिक नहीं है ।
    3. लेजर, छोटी बूंद मशीन, फँसाने सेल और PSD: सेटअप के सभी तत्वों की पहचान करने के लिए सामान्य दृश्य पर क्लिक करें.
  3. एक छोटी बूंद जाल ।
    नोट: सभी निर्देश यहां चित्रा 8को देखें ।
    1. एक बार जब दूरस्थ प्रयोगशाला, पिपेट और छोटी बूंदें मशीन नोजल कल्पना करने के लिए फँसाना बूंदों बटन पर क्लिक करें जुड़ा हुआ है ।
    2. लेजर के लिए कनेक्शन स्थापित करने के लिए लेजर पर बारी बटन पर क्लिक करें ।
      नोट: यह सही ढंग से संरेखित नहीं है, तो यह पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकता है क्योंकि लेजर मैन्युअल रूप से और बाकी के उपकरणों के स्वतंत्र रूप से शुरू कर दिया है.
    3. नियंत्रण पट्टी, जो लेजर बटन पर बारी के तहत स्थित है की पहली तिमाही के आसपास लेजर शक्ति सेट करें । हरी बत्ती दिखाई देने तक इंतजार करें ।
    4. लेजर संरेखण की जांच करें ।
      नोट: लेजर सही ढंग से संरेखित है, तो एक पतली हरी प्रकाश बीम देखा जाएगा । अंयथा, एक बिखरे हुए हरे रंग की जगह माना जाएगा । गलत संरेखण के मामले में, सिस्टम शट डाउन करें, और प्रयोगशाला रखरखाव सेवाओं से संपर्क करें । रखरखाव सेवाओं से संपर्क करने के लिए, एक भाषण बुलबुले का प्रतिनिधित्व करता है कि आइकन पर क्लिक करें, UNILabs वेबपेज के ऊपरी बाएँ कोने में स्थित. फिर व्यवस्थापक उपयोगकर्ता संदेश पर क्लिक करें, नीचे समस्या का वर्णन नीचे संदेश लिखने और भेजेंदबाएं । यह आमतौर पर नहीं होता है, के बाद से सभी प्रकाशिकी तय कर रहे हैं ।
    5. लेजर शक्ति बढ़ाएं बार के 3/4 ।
      नोट: ६०% (५५० मेगावाट) की एक शक्ति को पकड़ने और एक छोटी बूंद levitated रखने के लिए पर्याप्त है ।
    6. छोटी बूंद मशीन पर बारी करने के लिए प्रारंभ बूँदें बटन दबाएँ.
    7. webcam छवि देखो और एक फ्लैश का उत्पादन किया है जब तक इंतजार । उस समय, एक छोटी बूंद पर कब्जा कर लिया गया है । फिर से वेब कैमरा छवि की जांच करें और सत्यापित करें कि एक छोटी बूंद फँसाना सेल के केंद्र में उड़ती है । बूंदें मशीन बंद बारी करने के लिए स्टॉप ड्रॉप बटन दबाएँ ।
      नोट: वैकल्पिक रूप से, यह उनमें से कई को पकड़ने और उन्हें पहले से ही कब्जा कर लिया एक के साथ विलय करने के लिए इंतजार कर के द्वारा एक बड़ी छोटी बूंद प्राप्त करने के लिए संभव है. यह ध्यान में रखना आवश्यक है कि अगर कई पकड़े जाते हैं, छोटी बूंद जन इतना बढ़ जाता है कि लेजर शक्ति पर्याप्त नहीं हो सकता है यह levitated रखने के लिए ।
  4. एक छोटी बूंद के आकार का निर्धारण ।
    नोट: सभी निर्देश यहां चित्रा 9को देखें ।
    1. फंस छोटी बूंद द्वारा गठित विवर्तन पैटर्न का पालन करने के लिए आकार देने वाली बूंदों बटन दबाएँ ।
    2. विवर्तन प्रतिमान के माध्यम से छोटी बूंद के आकार का निर्धारण करने के लिए हैंड-ऑन प्रयोग प्रोटोकॉल (चरण १.३) में के रूप में एक ही प्रक्रिया का पालन करें ।
  5. छोटी बूंद चार्ज ध्रुवता का निर्धारण ।
    नोट: सभी निर्देश यहां चित्रा 10का उल्लेख है ।
    1. PSD ग्राफ और पिपेट के webcam दृश्य देखने के लिए ट्रैकिंग बूंदों बटन पर क्लिक करें ।
    2. उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस के नीचे छोड़ दिया पर इलेक्ट्रिक फील्ड टैब पर क्लिक करें ।
    3. १०० V करने के लिए DC वोल्टेज सेट करें । ऐसा करने के लिए, क्लिक करें सांख्यिक फ़ील्ड पर दाईं ओर के लिए DC (V) लेबल और १०० मान दर्ज ।
    4. PSD ग्राफ की जांच करें छोटी बूंद की स्थिति दिखा रहा है और निरीक्षण कि छोटी बूंद ऊपर या नीचे की ओर ले जाता है जब बिजली के क्षेत्र में लागू किया जाता है ।
      नोट: प्लेटों के ध्रुवीकरण इतनी व्यवस्था की है कि अगर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है, एक नकारात्मक आरोपी छोटी बूंद नीचे की ओर ले जाएगा और एक सकारात्मक आरोपी छोटी बूंद ऊपर की ओर ले जाएगा ।
    5. अब बिजली के क्षेत्र के मूल्य बदलने के लिए और जांच करें कि छोटी बूंद विपरीत दिशा में चलता है; इस उद्देश्य के लिए, दर्ज करें-१०० में DC (V) सांख्यिक फ़ील्ड है ।
  6. छोटी बूंद के प्रभारी निर्धारित करते हैं ।
    नोट: सभी निर्देश यहां चित्रा 10का उल्लेख है ।
    1. एक छोटी बूंद फंस रहा है, ट्रैकिंग बूंदों को देखने पर क्लिक करें ।
    2. इलेक्ट्रिक फ़ील्ड मेनू का चयन करें ।
    3. dc इलेक्ट्रिक फ़ील्ड को dc (V) सांख्यिक फ़ील्ड के साथ शूंय पर सेट करें ।
    4. अनुमान और छोटी बूंद की एक औसत मूल्य नोट चार्ट द्वारा दी गई स्थिति और लेजर शक्ति ध्यान दें ।
    5. DC इलेक्ट्रिक फ़ील्ड को किसी मान को + ५०० v और-५०० v के बीच में सेट करें ताकि छोटी बूंद अपनी स्थिति को बदल सके ।
    6. कम या स्लाइडर के साथ लेजर शक्ति में वृद्धि जब तक छोटी बूंद अपनी मूल स्थिति में वापस आ गया है और नीचे लेजर शक्ति का नया मूल्य लिखें ।
    7. छोटी बूंद चार्ज की गणना करने के लिए चरण 1.5.5 में वर्णित प्रक्रिया का पालन करें ।

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Representative Results

जब लेजर बीम अच्छी तरह से संरेखित है, और नीचे की थाली साफ है, बूंदें लगभग तुरंत फंस रहे हैं । जब एक छोटी बूंद फंस गया है यह कई घंटे के लिए जाल में रह सकते हैं, जांच के लिए बहुत समय दे रही है । बूंदों के आर त्रिज्या 25 ≤ आर ≤ ३५ µm की सीमा में है और चार्ज 1.1 x10-17 ± 1.1 x10-18 सी और 5.5 x10-16 ± 5.5 x10-17 सी के बीच मापा गया है । बूंदों का आकार रहता है, हमारे माप के अनुसार, समय के साथ लगातार, लेकिन चार्ज धीरे दूर फैलाना होगा, छोटी बूंद की स्थिति से छोटे और छोटे प्रतिक्रियाओं दे जब एक बिजली के क्षेत्र में आवेदन । यह उपयोगकर्ता एक ही छोटी बूंद पर विभिंन शुल्क को मापने का मौका देता है अगर वह या वह पर्याप्त रोगी है ।

दूरस्थ प्रयोगशाला आसान जावा का उपयोग कर विकसित किया गया है/जावास्क्रिप्ट सिमुलेशन7 और UNILabs वेबसाइट8के माध्यम से पहुंचा जा सकता है । प्रयोगशाला के स्थानीय नियंत्रण सॉफ्टवेयर के लिए के रूप में, यह नियंत्रण सॉफ्टवेयर प्रोग्राम का उपयोग कर विकसित किया गया है । दूरदराज के कनेक्शन और स्थानीय सॉफ्टवेयर के बाद विकसित किया गया है, व्यापक रूप से परीक्षण, D. कैओस एट अल के काम करते हैं । 9. ऑप्टिकल छोटी बूंद उत्तोलन के लिए एक दूरस्थ प्रयोगशाला बनाने का विचार दो स्तंभों पर आधारित है: 1) दुनिया के अंय भागों से शोधकर्ताओं की अनुमति है जो इस सेटअप के साथ काम करने के लिए नहीं है और 2) के लिए भौतिकी के लिए उपलब्ध प्रयोग के इस प्रकार बनाने के लिए छात्रों.

पर्यावरण बड़े पैमाने पर दोनों स्थानीय और दूर से परीक्षण के लिए शोधकर्ताओं के काम का समर्थन किया गया है । यह है कि छोटी बूंद कब्जा 2 सेकंड और 1 मिनट के बीच ले जा सकते है दिखाया गया है । इस भिंनता पिपेट सफाई और लेजर संरेखण के कारण है । इस कारण से, रखरखाव की एक छोटी राशि हर दिन किया जाता है प्रयोगशाला सही ढंग से काम करने के लिए सक्षम करने के लिए । एक बार छोटी बूंद पर कब्जा कर लिया गया है, यह समय की लंबी अवधि के लिए उड़ती हुई सामना कर सकते हैं, आधे से अधिक एक घंटे तक पहुंच, एक सभी कार्यों कि प्रणाली प्रदान करता है करने के लिए पर्याप्त अवधि । तथ्य यह है कि कई बूंदें ढह सकती है और फंस सकता है, उपयोगकर्ताओं को जल्दी से बड़े पैमाने पर और बिजली के आरोप की गणना से संबंधित प्रोटोकॉल के सुधार की जांच करने के लिए सक्षम बनाता है, दो बूंदों के बीच परिणामों में अंतर के रूप में ढह गई, और एक भी बूंद अधिक है से भरपुर अगर वे केवल दो अद्वितीय बूंदों की तुलना अलग क्षणों में पकड़ा । इसके अलावा, स्थिरता और पर्यावरण के पुनर्विन्यास को देखते हुए, यह नए उपकरण जोड़ने और इस प्रकार नई कार्यक्षमता को सक्षम करने के लिए एक आधार के रूप में कार्य करता है । इस तथ्य का एक उदाहरण एक विश्लेषण है, गोथनबर्ग विश्वविद्यालय में आजकल किया जा रहा है, ऑप्टिकल उत्तोलन की घटना पर रेडियोधर्मी नमूनों के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए.

केवल प्रभावी तरीके से कई छात्रों के अनुभव के इस प्रकार का उपयोग करने की अनुमति एक दूरदराज के प्रयोगशाला के माध्यम से है, मुख्य रूप से सुरक्षा कारणों के लिए । इसके अलावा, इस तरह के Lundgren एट अल के रूप में अनुसंधान से पता चलता है कि एक दूरदराज के प्रयोगशाला के साथ काम करने के छात्रों के अनुभव के रूप में उपयोगी है कि एक पारंपरिक प्रयोगशाला के रूप में10। पर्यावरण युवा छात्रों को कैसे लेजर बीम प्रभावी ढंग से उड़ जाना बात कर सकते है देख द्वारा ऑप्टिकल उत्तोलन की अवधारणा को खोजने के लिए अनुमति देता है । शिक्षक भी बूंदों के ध्रुवीकरण का अध्ययन कर छात्रों को इलेक्ट्रिक चार्ज देना शुरू कर सकते हैं । अधिक उन्नत छात्रों के लिए, छोटी बूंद मास और चार्ज की गणना काम प्रोटोकॉल में शामिल किया जा सकता है ।

Halmstad, स्वीडन में एक भौतिकी वर्ग में इस प्रयोगशाला का इस्तेमाल इंटरनेशनल बेक्कालॉरेट (आईबी) डिप्लोमा प्रोग्राम (www.ibo.org) के छात्रों के साथ किया गया है । शिक्षक ने चरण 2 में वर्णित दूरस्थ प्रोटोकॉल का अनुसरण किया । अनुभव के बाद, छात्रों उंहें पर्यावरण के बारे में सवाल पूछ द्वारा साक्षात्कार किया गया, माप बनाया, अंतर्निहित शारीरिक अवधारणाओं वे सीखा था, और लाभ और नुकसान वे दूरस्थ प्रयोगशाला का उपयोग करने से माना जाता है । कुल मिलाकर, छात्रों के बाद प्रक्रिया समझ और बूंदों के आकार की गणना, परिणाम फंस ड्रॉप के असली आकार के करीब प्राप्त करने । वे उच्चस्तरीय पराबैंगनीकिरण का उपयोग करने में शामिल जोखिम को समझते हैं, और कुछ प्रयोग के दृश्य में सुधार जोड़ने का सुझाव दिया, जैसे बेहतर कैमरों को खरीदने या संवर्धित वास्तविकता तत्वों सहित.

Figure 1
चित्रा 1: दूरस्थ प्रयोगशाला प्रयोग के वास्तुकला । इंटरनेट उपयोगकर्ता अपने कंप्यूटर या मोबाइल डिवाइसेज़ का उपयोग करके UNILabs वेबपेज से कनेक्ट होते हैं । वेब पर्यावरण दूरस्थ प्रयोगशाला जावास्क्रिप्ट आवेदन है कि दूर से प्रयोग संचालित करने की अनुमति देता है कार्य करता है । इस आवेदन JIL सर्वर middleware, जो जावास्क्रिप्ट अनुप्रयोगों और LabVIEW कार्यक्रमों के बीच संचार सक्षम बनाता है के माध्यम से प्रयोगशाला में स्थित एक कंप्यूटर को जोड़ता है । अंत में, प्रयोगशाला कंप्यूटर प्रयोगात्मक सेटअप आवश्यक DAQ कार्ड और एक LabVIEW कार्यक्रम का उपयोग कर के साथ संचार । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: LabView कार्यक्रम: विंयास पैनल । LabView कार्यक्रम में विंयास टैब पर लेजर पर मोड़ और बूंदों शुरू द्वारा प्रयोग शुरू करने के लिए हैंड्स मोड प्रयोग में प्रयोग किया जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: LabView कार्यक्रम: भागो पैनल । LabView कार्यक्रम में विंयास टैब फंस बूंदों के आरोप का निर्धारण करने के लिए हाथ पर मोड प्रयोग में प्रयोग किया जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: प्रायोगिक सेटअप का विस्तार । छोटी बूंद मशीन छवि के शीर्ष पर दिखाया गया है, बीच में सेल और, नीचे, वेब कैमरा । पत्र एक: अनुवाद के लिए कक्ष के अंदर मशीन की स्थिति को समायोजित किया मंच । पत्र बी: PSD द्वारा इस्तेमाल के लिए फंस छोटी बूंद को अनुभव लेंस । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: एक फंस छोटी बूंद उड़ती हुई । छवि में यह एक बूंदों की स्थापना के कक्ष के अंदर उड़ती हुई देखना संभव है । हरे रंग लेजर के कारण है और एक के बजाय दो डॉट्स देखने के तथ्य यह है कि छोटी बूंद कोशिका के शीशे पर परिलक्षित होता है । इस मामले में, ऊपरी बिंदु प्रतिबिंब है और निचले बिंदु छोटी बूंद है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: विद्युत क्षेत्रों को लागू करने के लिए इलेक्ट्रोड विन्यास. छोटी बूंद पर बिजली के क्षेत्र को लागू करने के लिए प्रयोगात्मक सेटअप । जब एक सकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है, नकारात्मक चार्ज की गई बूंदों नीचे की ओर ले जाएगा और सकारात्मक शुल्क के साथ बूंदों ऊपर की ओर ले जाएगा । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्रा 7: बूंदों का निर्धारण प्रभार । प्रक्रिया के एक योजनाबद्ध स्केच एक ऑप्टिकली levitated छोटी बूंद के पूर्ण प्रभार निर्धारित करने के लिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्रा 8: दूरस्थ लैब इंटरफेस: एक छोटी बूंद फँसाने. दूरस्थ प्रयोग में, इस वेब अनुप्रयोग इंटरफ़ेस एक छोटी बूंद जाल करने के लिए प्रयोग किया जाता है । एक फंस छोटी बूंद के बिखरे हुए प्रकाश के कारण प्रयोगशाला webcam द्वारा प्रदान की छवि में देखा जा सकता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्रा 9: दूरस्थ लैब इंटरफ़ेस: एक छोटी बूंद नौकरशाही का आकार. दूरस्थ प्रयोग में, इस वेब अनुप्रयोग इंटरफ़ेस एक फंस छोटी बूंद का आकार निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । विवर्तन प्रयोगशाला वेब कैमरा और स्केल द्वारा प्रदर्शित पैटर्न उपयोगकर्ताओं को फंसाया छोटी बूंद के आकार का निर्धारण करने की अनुमति । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 10
चित्रा 10: दूरस्थ लैब इंटरफेस: एक बिजली के क्षेत्र में आवेदन । दूरस्थ प्रयोग में, इस वेब अनुप्रयोग इंटरफ़ेस फंस छोटी बूंद के लिए एक बिजली के क्षेत्र को लागू करने के लिए प्रयोग किया जाता है । इस उदाहरण में, एक २०० V AC इलेक्ट्रिक फ़ील्ड लागू किया जाता है । लैब PSD संकेत सही पर ग्राफ पर प्रदर्शित होता है और यह एक बिजली के क्षेत्र परिवर्तन जो लगभग टी = 10 एस पर लागू किया गया था निंनलिखित छोटी बूंद के दोलन आंदोलन से पता चलता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

लेजर वर्ग संभावित चोट
कक्षा 1 एक सामांय ऑपरेशन के दौरान किसी भी चोट के कारण असमर्थ
कक्षा 1m कोई ऑप्टिकल कलेक्टरों का उपयोग किया जाता है, तो चोट के किसी भी प्रकार का कारण नहीं है ।
कक्षा 2 ०.२५ s में चोटों के कारण नहीं दिखाई देने वाले पराबैंगनीकिरण
कक्षा 2 एम यदि कोई ऑप्टिकल लेनेवालों का उपयोग किया जाता है, वे ०.२५ एस में चोट के कारण असमर्थ हैं ।
कक्षा 3R intrabeam देखने के लिए थोड़ा असुरक्षित; अप करने के लिए 5 बार दिखाई पराबैंगनीकिरण के लिए वर्ग 2 सीमा या अदृश्य पराबैंगनीकिरण के लिए 5 बार कक्षा 1 सीमा
कक्षा बी प्रत्यक्ष दृष्टि को आंख खतरा है, आम तौर पर नहीं एक आंख को दृष्टि फैलाना खतरा
कक्षा 4 आंख और दोनों प्रत्यक्ष और बिखरे हुए जोखिम के लिए त्वचा खतरा

तालिका 1: लेज़र वर्गीकरण सारांश। बाजार पर विभिन्न पराबैंगनीकिरण उनकी खतरनाकता और उनके उपयोग में शामिल जोखिम के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है । तालिका उपलब्ध पराबैंगनीकिरण के विभिंन प्रकार (बाएं कॉलम में) और उनके संभावित खतरे (दाएं स्तंभ में) दिखाता है ।

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Discussion

यह काम एक आधुनिक भौतिकी प्रयोग जिसमें बूंदों ऑप्टिकली levitated है बाहर ले जाने के लिए एक सेटअप प्रस्तुत करता है । प्रयोग या तो पारंपरिक हाथों में या दूर किया जा सकता है । दूरदराज के सिस्टम स्थापना के साथ, सभी दुनिया भर में छात्रों और शोधकर्ताओं प्रयोगात्मक सेट अप करने के लिए पहुँच प्राप्त कर सकते हैं । यह भी प्रयोक्ताओं की सुरक्षा की गारंटी देता है, क्योंकि वे उच्च शक्ति लेजर और प्रयोग के लिए आवश्यक बिजली के खेतों की उपस्थिति में होने की जरूरत नहीं है । इसके अलावा सेट-अप के ऑटोमेशन के कारण कंप्यूटर के जरिए उच्च स्तरीय कमांड भेजकर यूजर्स बहुत ही सरल तरीके से इंस्ट्रूमेंटेशन के साथ बातचीत कर सकते हैं । जब हाथ की तुलना में प्रक्रिया पर, दूरदराज के प्रयोग एक बहुत ही अनुभव प्रदान करता है । प्रस्तुत प्रयोग के प्रमुख बिंदुओं में से एक बूंदों के आकार प्राप्त है, क्योंकि यह पूर्ण शुल्क की गणना पर एक बड़ा प्रभाव है । तीन अलग तरीके आकार निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, और वे सब बहुत अच्छी तरह से सहमत हैं: (1) विधि (विवर्तन पैटर्न का उपयोग) (2) ऊपर वर्णित एक ऊर्ध्वाधर बिजली के क्षेत्र के साथ छोटी बूंद दोलन और बिजली के बीच के चरण अंतर का उपयोग करने के लिए क्षेत्र और स्थिति और (3) एक स्क्रीन पर छोटी बूंद की छाया कल्पना करने के लिए, और एक कैमरा के साथ आकार निर्धारित करते हैं । वैक्यूम में फँसे बूंदों पर शोध करने के लिए सेटअप भी तैयार किया जा रहा है । पहले छोटी बूंद हवा में फंस जाती है, फिर कोशिका संलग्न होती है, और हवा निकल जाती है । इस तरह, यह वैक्यूम में एक फंस छोटी बूंद के गुणों की जांच करने के लिए संभव हो जाएगा ।

प्रस्तुत दूरस्थ प्रयोगशाला के साथ, प्रभारी और माइक्रोमीटर आकार के अचालक कणों का निर्धारण किया जा सकता है । सेटअप के एक और विकास माइक्रोमीटर आकार छोटी बूंद collisions11उच्च गति कैमरों का उपयोग कर अध्ययन करने के लिए एक तरीका प्रदान की गई है । एक आधार के रूप में प्रयोगात्मक सेट अप के साथ, यह एक Sagnac इंटरफेरोमीटर12का उपयोग कणों की स्थिति को ट्रैक करने के लिए एक संवेदनशील तरीका के रूप में जांच की गई है. हमारे विधि चार्ज और एक के बाद एक बूंदों के आकार को प्राप्त करने के लिए प्रयोग किया जाता है । माप प्रदर्शन करने के लिए काफी कुछ समय ले, तो यह मुख्य रूप से एकल बूंदों के साथ काम करने के लिए एक उपकरण है । यदि लक्ष्य बड़ी संख्याओं की बूंदों पर कब्जा करने का एक अच्छा आँकड़ा है, तो अन्य विधियाँ बेहतर हैं, जैसे पोलात१३द्वारा प्रस्तुत विधि.

जब माप किया जाता है, छोटी बूंद जारी की है और सेल के तल पर उतरता है, दुर्भाग्य से नीचे गिलास गंदा बना । इस लेजर प्रकाश तितर बितर कर सकते है के बाद से एक दीर्घकालिक बाधा है, कठिन बनाने के लिए अगले छोटी बूंद जाल । हालांकि, यह आसानी से सेल के एक आवधिक सफाई के साथ हल है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgements

यह काम स्वीडिश रिसर्च काउंसिल, कार्ल Trygger ´ एस फाउंडेशन फॉर साइंटिफिक रिसर्च और स्पेन की अर्थव्यवस्था और प्रतिस्पर्धात्मकता मंत्रालय के तहत परियोजना CICYT DPI2014-55932-C2-2-R के तहत किया गया है । हमें बताने के लिए Sannarpsgymnasiet के लिए धंयवाद छात्रों के साथ आर एल की कोशिश करो ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
GEM 532 Laser Quantum Green laser with adjustable power between 50 mW and 2 W
Lateral Effect Position Sensor THOR Lab PDP90A PSD to sensor the position of the droplet in the pipette
Advanced Educational Spectrometer Kit, Metric THOR Lab EDU-SPEB1/M Mirrors and other elements to control the laser beam 
Pipette Self made The chamber were the droplet is trapped was specially made for this setup
AC/DC Power supply Keithley Instruments, Inc. 2380-500-30 A power supply to generate the electric field (0V - 500V DC)
Power Distribution Unit APC AP7900 A PDU to remotelly connect the lab instrumentation

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References

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