Общая цель этого эксперимента заключается в приобретении спектра выбросов генерируемой дуги молнии. Этот метод может помочь понять основные механизмы молнии, его взаимодействие с воздухом, и его взаимодействие с другими элементами в окружающей среде. Основным преимуществом этой техники является то, что она ненавязчива и не мешает дуге молнии.
Помочь мне продемонстрировать процедуру будет Крис Стоун, руководитель лаборатории молнии. В этом эксперименте используется генератор молний в лаборатории Моргана-Ботти Лайтнинг Кардиффского университета. Молния генерируется в камере с электромагнитным импульсным экраном.
Внутри камеры находится молниеносная установка. Установка имеет опоры для дугогенерирующих электродов. В двух метрах от буровой установки находится штатив, поддерживающий небольшой волоконно-оптический.
Волокно коллимируется и направляется в область сброса. Волоконно-оптический проводит свет на вторую камеру поверх первой; внутри камеры находится компьютерная спектрографная система. Волоконно-оптический завершается на легком шасси системы.
В этой схеме изображены две камеры, аппарат, связанный с каждой из них, и соединительные волокна. Спектрографная система основана на конфигурации Черни-Тернера с фокусным расстоянием 30 сантиметров. Свет от волокна проходит через регулируемую 100-микрометровую щель.
Три зеркала и вращающаяся решетка отражают свет в цифровой камере, работающей при температуре минус 70 градусов по Цельсию. Спектральное разрешение составляет 0,6 нанометров в 140-нанометровом подразряде. Подготовка электродов из соответствующего материала.
В этом эксперименте используется пара вольфрамовых полушарий диаметром 60 миллиметров. Подготовка электродов требует без ворса ткани, звуковой водяной бане, а также ряд наждачной бумаги и полировки ткани классов. Очистите один электрод за один раз; начните с грубой наждачной бумаги и протрите электрод в течение пяти минут.
После этого поместите полушарие в комнатную звуковую ванну. Через 10 минут наденьте чистые перчатки и удалите полушарие. Протрите его тканью без ворса.
Повторите руб-и-чистый процесс с более мелкими сортами наждачной бумаги. Цель состоит в том, чтобы удалить загрязняющие вещества и достичь хорошего польский для эксперимента. Когда оба электрода чисты, возьмите их в камеру для монтажа.
В этом эксперименте, при установке, электроды разделены на 14 миллиметров. В электродной камере располагаем волоконно-оптической для просмотра центра электродного зазора. Через компьютер управления запустите спектрографную систему и переместите ее решетку в исходное положение 450 нанометров, затем поместите источник калибровки на открытом конце волоконно-оптической системы и включите его.
На компьютере управления оптимизируйте сигнал и записывая спектры. Выключите и удалите источник калибровки. Найдите длины волн для известных пиков источника для калибровки, в данном случае на обратной стороне устройства.
Введите эти значения в программное обеспечение управления спектрографом для автоматической калибровки. Продолжить, позиционирование решетки для своего следующего диапазона, который должен перекрывать первый, а затем вернуть источник калибровки в передней части волоконно-оптической калибровать этот диапазон. Повторите шаги калибровки над желаемым диапазоном длин волн.
Для эксперимента закройте дверь электродной камеры и убедитесь, что она свет плотно. Затем идите в диспетчерской генератора молний. Убедитесь, что дверь защищена.
Внутри включите генератор молний, затем поверните к компьютерам, чтобы контролировать и контролировать эксперимент. Используйте программное обеспечение на компьютере управления для перемещения решетки спектрографа в его первое положение 450 нанометров, а затем использовать камеру, чтобы сделать фоновое изображение. Далее выберите волновую форму, в данном случае с 100-килограммовой вершиной.
После обеспечения спектрограф будет вызван молниеносным событием, начните заряжать систему и контролировать уровень заряда. Когда зарядка завершена, система будет готова. Положите на защиту уха перед началом обратного отсчета.
Нажмите кнопку, чтобы вызвать молнию. Вскоре после дуги форма молнии появится в программном обеспечении для управления генератором молний. Кроме того, спектры появятся в программном обеспечении спектрографа.
Продолжить, взяв еще три измерения с решеткой на 450 нанометров, а затем переместить решетку в свое следующее положение, 550 нанометров. Повторите измерения в этом положении и на каждом из других в нужном диапазоне длин волн. Эти данные получены с 100-килограммовой лабораторной дуги молнии.
Это результат усреднения измеренных спектров каждого подразряда и сшивания подразрядов вместе. Вот те же данные, показанные как участок интенсивности с заметными пиками, идентифицированными по сравнению с базой данных. Линии азота, кислорода, аргона и гелия появляются из-за их присутствия в атмосфере.
Вольфрам появляется из-за электрода. Хотя этот метод может дать представление о генерируемых дугах молнии, он также может быть применен к другим быстрым электрическим разрядам, таким как высоковольтный частичный разряд и искрометное. После просмотра этого видео, вы должны иметь хорошее понимание того, как записывать молниеносные спектры от генерируемых дуг молнии или от любого другого быстрого электрического разряда.
