Name: safe experimentation in optical levitation of charged droplets using remote labs
Uploaded: 2019-01-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Safe Experimentation in Optical Levitation of Charged Droplets Using Remote Labs at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par le Conseil de recherche suédois, Carl Trygger´s Fondation pour la recherche scientifique et le ministère espagnol de l’économie et la compétitivité dans le cadre du projet CICYT DPI2014-55932-C2-2-R. Merci à Sannarpsgymnasiet pour laisser nous essayer la RL avec les élèves.

Remarque : Le laser utilisé dans cette expérience est un laser de classe IV offrant jusqu'à 1 W de rayonnement laser visible. Tout le personnel présent dans le laboratoire de laser doit ont effectué la formation sécurité laser adéquat.
1. pratique plan expérimental
<ol><li>Sécurité<ol>
<li>Assurez-vous que tout le monde en laboratoire est au courant qu’un laser s’allume.</li>
		<li>Allumez la lampe d’avertissement de laser dans le laboratoire.</li>
		<li>Vérifiez que sans ...

<ol>
	<li>Ashkin, A., Dziedzic, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+levitation+by+radiation+pressure.">Optical levitation by radiation pressure.</a> Applied Physics Letters. 19, 283-285 (1971).</li><li>Roosen, G., Imbert, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+levitation+by+means+of+two+horizontal+laser+beams:+A+theoretical+and+experimental+study.">Optical levitation by means of two horizontal laser beams: A theoretical and experimental study.</a> Physics Letters. 59 (1), 6-8 (1976).</li><li>Heradio, R., de la Torre, L., Galan, D., Cabrerizo, F. J., Herrera-Viedma, E., Dormido, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+and+remote+labs+in+education:+A+bibliometric+analysis.">Virtual and remote labs in education: A bibliometric analysis.</a> Computers &amp; Education. 98, 14-38 (2016).</li><li>Isaksson, O., Karlsteen, M., Rostedt, M., Hanstorp, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+levitation+system+for+a+physics+teaching+laboratory.">An optical levitation system for a physics teaching laboratory.</a> American Journal of Physics. 8810, 88-100 (2018).</li><li>Galan, D., Isaksson, O., Rostedt, M., Enger, J., Hanstorp, D., de la Torre, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+remote+laboratory+for+optical+levitation+of+charged+droplets.">A remote laboratory for optical levitation of charged droplets.</a> European Journal of Physics. 39 (4), 045301 (2018).</li><li>Swithenbank, J., Beer, J., Taylor, D., Abbot, D., Mccreath, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+laser+diagnostic+technique+for+the+measurement+of+droplet+and+particle+size+distribution.">A laser diagnostic technique for the measurement of droplet and particle size distribution.</a> 14th Aerospace Sciences Meeting, Aerospace Sciences Meetings. , (1976).</li><li>Christian, W., Esquembre, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+physics+with+easy+java+simulations.">Modeling physics with easy java simulations.</a> The Physics Teacher. 45, 475-480 (2007).</li><li>de la Torre, L., Sanchez, J., Heradio, R., Carreras, C., Yuste, M., Sanchez, J., Dormido, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unedlabs+-+an+example+of+ejs+labs+integration+into+moodle.">Unedlabs - an example of ejs labs integration into moodle.</a> World Conference on Physics Education. , (2012).</li><li>Chaos, D., Chacon, J., Lopez-Orozco, J. A., Dormido, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+and+remote+robotic+laboratory+using+ejs,+matlab+and+labview.">Virtual and remote robotic laboratory using ejs, matlab and labview.</a> Sensors. 13, 2595-2612 (2013).</li><li>Lundgren, P., Jeppson, K., Ingerman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lab+on+the+web-looking+at+different+ways+of+experiencing+electronic+experiments.">Lab on the web-looking at different ways of experiencing electronic experiments.</a> International journal of engineering education. 22, 308-314 (2006).</li><li>Ivanov, M., Chang, K., Galinskiy, I., Mehlig, B., Hanstorp, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+manipulation+for+studies+of+collisional+dynamics+of+micron-sized+droplets+under+gravity.">Optical manipulation for studies of collisional dynamics of micron-sized droplets under gravity.</a> Optics Express. 25, 1391-1404 (2017).</li><li>Galinskiy, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+particle+motion+in+optical+tweezers+embedded+in+a+Sagnac+interferometer.">Measurement of particle motion in optical tweezers embedded in a Sagnac interferometer.</a> Optics express. 23, 27071-27084 (2015).</li><li>Polat, M., Polat, H., Chander, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrostatic+charge+on+spray+droplets+of+aqueous+surfactant+solutions.">Electrostatic charge on spray droplets of aqueous surfactant solutions.</a> Journal of Aerosol Science. 31, 551-562 (2000).</li></ol>

Cet ouvrage présente une configuration pour mener à bien une expérience de physique moderne où les gouttelettes sont optiquement lévitation. L’expérience peut être effectuée soit dans une façon traditionnelle, soit à distance. Avec la création du système distant, étudiants et chercheurs du monde entier peuvent accédez au montage expérimental. Cela garantit également la sécurité des utilisateurs, car ils n’ont pas besoin d’être en présence de la laser de haute puissance et champs électriques né...

Le fait que la lumière transporte élan a été tout d’abord suggéré par Kepler lorsqu’il a expliqué pourquoi la queue d’une comète pointe toujours loin du soleil. L’utilisation d’un laser pour déplacer et piéger des objets macroscopiques a été signalée par A. Ashkin et J. M. Dziedzic en 1971 quand ils ont démontré qu’il est possible de faire de la lévitation micromètre taille objets diélectriques1. L’objet piégé a été exposé à une hausse dirigé le faisceau laser. Partie du faisceau laser a été reflétée sur l’objet qui a imposé une pression de radiation sur ce qui était suffisante pour contrebalancer la gravité. La plupart de la lumière, cependant, a été réfractés par le biais de l’objet diélectrique. Le changement de la direction de la lumière provoque un recul de l’objet.  L’effet net du recul pour une particule placée dans un profil de faisceau gaussien est que la goutte s’orientera vers la région de plus forte intensité lumineuse2. Par conséquent, une position stable de piégeage est créée dans le centre du faisceau laser à une position légèrement au-dessus du point de contact où la pression de radiation soldes gravité.
Étant donné que la méthode de la lévitation optique permet aux petits objets d’être pris au piège et contrôlés sans être en contact avec des objets, différents phénomènes physiques peuvent être étudiés à l’aide d’une goutte de sustentation. Toutefois, l’expérience présente deux limites pour être reproduits et appliqué dans les écoles ou les universités puisque pas de toutes les institutions peuvent se permettre l’équipement requis et qu’il y a certains risques dans le fonctionnement pratique du laser.
Laboratoires distants (RLs) offrent accès à distance online de l’équipement de laboratoire réel pour des activités expérimentales. RLs est apparue à la fin des années 90, avec l’avènement de l’Internet, et leur importance et leur utilisation ont augmenté au cours des années, comme la technologie a progressé et certaines de leurs préoccupations majeures ont été résolu3. Cependant, le noyau du SJSR est resté le même au fil du temps : l’utilisation d’un dispositif électronique avec une connexion Internet pour accéder à un laboratoire et de contrôler et de suivre une expérience.
En raison de leur éloignement, RLs permet d’offrir des activités expérimentales aux utilisateurs sans les exposer à des risques qui peuvent être associés à la réalisation de telles expériences. Ces outils permettent aux étudiants de passer plus de temps à travailler avec le matériel de laboratoire et donc développent de meilleures habiletés de laboratoire. Autres avantages du SJSR sont qu’ils 1) facilitent aux personnes handicapées effectuer des travaux expérimentaux, 2) élargir le catalogue d’expériences offertes aux étudiants en partageant des RLs entre universités et 3) accroître la flexibilité dans la planification des travaux de laboratoire, car elle peut être réalisée de maison quand un laboratoire physique est fermé. Enfin, RLs offrent également une formation en systèmes d’exploitation contrôlé par ordinateur, qui aujourd'hui sont une partie importante de la recherche, de développement et de l’industrie. Par conséquent, RLs ne peuvent offrir seulement une solution à la fois les questions financières et de sécurité que les laboratoires traditionnels présentent, mais offrent aussi des possibilités expérimentales plus intéressantes.
Avec le montage expérimental utilisé dans ce travail, il est possible de mesurer la taille et charger d’une gouttelette piégée, étudier le mouvement des particules chargées dans les champs électriques et analyser comment une source radioactive peut être utilisée pour modifier la charge sur une goutte4 .
Dans le montage expérimental présenté, un puissant laser est dirigé vers le haut et porté au centre d’une cellule de verre4. Le laser est un 2 L 532 nm pompé par diode laser solide (CW), où habituellement environ 1 Watt (W) est utilisé. La distance focale de la lentille de piégeage est 3,0 cm. gouttelettes sont générées avec un distributeur de gouttelettes piezo et descendent par le faisceau laser, jusqu'à ce qu’ils sont pris au piège juste au-dessus de la mise au point du laser. Piégeage survient lorsque la force de l’ascendant réalisé la pression de radiation est égale à la force gravitationnelle dirigée vers le bas. Il n’y a aucune limite de temps supérieure observée pour le piégeage. Le plus long temps qu'une goutte a été pris au piège est de 9 heures, par la suite, le piège a été désactivé. L’interaction entre la goutte et le champ laser produit un motif de diffraction qui sert à déterminer la taille des gouttelettes.
Les gouttelettes émises par le distributeur se composent de 10 % glycérol et 90 % d’eau. La partie de l’eau s’évapore rapidement, laissant une goutte de glycérol taille de 20 à 30 µm dans le piège. La taille maximale d’une gouttelette qui peut être pris au piège est environ 40 µm. Il n’y a aucune évaporation observée après environ 10 s. À ce stade, toute l’eau est censé avoir évaporé. Le temps de piégeage long sans aucune évaporation observable indique qu’il y a absorption minime et que la goutte est essentiellement à la température ambiante. La tension de surface des gouttelettes rend sphérique. La charge des gouttelettes générées par le distributeur de gouttelettes dépend des conditions environnementales dans le laboratoire, où ils deviennent plus souvent négativement chargés. Le haut et le bas de la cellule de piégeage est constituée de deux électrodes placés à part 25 mm. Ils peuvent être utilisés pour appliquer une verticale courant direct (DC) ou un champ de courant alternatif (ca) sur la goutte. Le champ électrique n’est pas assez fort pour créer des arcs même si 1000 volts (V) est appliquée sur les électrodes. Si un champ continu est utilisé, la gouttelette se déplace vers le haut ou vers le bas dans le faisceau laser vers une nouvelle position d’équilibre stable. Si un champ d’AC est appliqué au lieu de cela, la gouttelette oscille autour de sa position d’équilibre. L’amplitude des oscillations dépend de la taille et la charge de la goutte, l’intensité du champ électrique et de la rigidité de la trappe de laser. Une image de la gouttelette est projetée sur un détecteur sensible à la position (PSD), qui permet aux utilisateurs de suivre la position verticale de la goutte.
Cet ouvrage présente une initiative réussie de moderniser l’enseignement et recherche à l’aide de Information and Communication Technologies grâce à un innovant RL sur levitation optique de gouttelettes chargées qui illustre les concepts modernes de physique. La figure 1 illustre l’architecture de la RL. Le tableau 1 indique les éventuelles blessures qui peuvent causer des lasers selon leur catégorie ; Dans cette configuration, un laser de classe IV a été utilisé, qui est le plus dangereux. Il peut fonctionner avec jusqu'à 2,0 W de rayonnement laser visible, donc la sécurité fournie par la commande à distance est bien adaptée pour cette expérience. La lévitation optique de gouttelettes chargées RL a été présenté dans les travaux de D. Galan et coll. en 20185. Dans ce travail, il est démontré comment il peut être utilisé en ligne par les enseignants qui veulent présenter à leurs élèves des concepts modernes de la physique sans avoir à se préoccuper des coûts, la logistique ou les questions de sécurité. Étudiants accéder la RL grâce à un portail web, appelé réseau de laboratoires Interactive universitaires (UNILabs - https://unilabs.dia.uned.es) dans lequel ils peuvent trouver toute la documentation concernant la théorie liée à l’expérience et l’utilisation de l’expérimental installation au moyen d’une application web. En utilisant le concept de laboratoire, les travaux expérimentaux dans la physique moderne qui nécessite un équipement coûteux et dangereux peuvent mis à la disposition de nouveaux groupes d’étudiants. En outre, elle améliore l’apprentissage formel en fournissant des étudiants traditionnels avec plus de temps laboratoire et à des expériences qui sont normalement inaccessibles en dehors des laboratoires de recherche.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>GEM 532</td>
			<td>Laser Quantum</td>
			<td></td>
			<td>Green laser with adjustable power between 50 mW and 2 W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lateral Effect Position Sensor</td>
			<td>THOR Lab</td>
			<td>PDP90A</td>
			<td>PSD to sensor the position of the droplet in the pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Advanced Educational Spectrometer Kit, Metric</td>
			<td>THOR Lab</td>
			<td>EDU-SPEB1/M</td>
			<td>Mirrors and other elements to control the laser beam&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette</td>
			<td>Self made</td>
			<td></td>
			<td>The chamber were the droplet is trapped was specially made for this setup</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AC/DC Power supply</td>
			<td>Keithley Instruments, Inc.</td>
			<td>2380-500-30</td>
			<td>A power supply to generate the electric field (0V - 500V DC)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Distribution Unit</td>
			<td>APC</td>
			<td>AP7900</td>
			<td>A PDU to remotelly connect the lab instrumentation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

safe experimentation in optical levitation of charged droplets using remote labs

L’ouvrage présente une expérience qui permet l’étude de nombreux processus physiques fondamentales, telles que la pression des photons, la diffraction de la lumière ou le mouvement des particules chargées dans les champs électriques. Dans cette expérience, un faisceau de laser focalisé pointant vers le haut léviter des gouttelettes de liquide. Les gouttelettes sont fait de la lévitation par la pression des photons du faisceau laser focalisé qui équilibre la force gravitationnelle. Le patron de diffraction créé lorsque illuminé par la lumière laser peut aider à mesurer la taille d’une gouttelette piégée. La charge de la gouttelette piégée peut être déterminée en étudiant sa requête lorsqu’un champ électrique verticale dirigé est appliqué. Il y a plusieurs raisons motivant cette expérience d’être contrôlé à distance. Les investissements requis pour l’installation dépasse le montant normalement disponible dans les laboratoires d’enseignement de premier cycle. L’expérience nécessite un laser de classe 4, qui est nocif pour la peau et les yeux et l’expérience utilise des tensions qui sont nocifs.

Lorsque le faisceau laser est bien aligné, et la plaque de fond est propre, les gouttes sont presque immédiatement pris au piège. Quand une goutte est pris au piège il peut rester dans le piège pendant plusieurs heures, en donnant suffisamment de temps pour les enquêtes. Le rayon r des gouttelettes est de l’ordre de 25 ≤ r ≤ 35 µm et la charge a été mesurée entre 1.1x10-17 ±1.1 x10-18 C et 5.5x10-16 ±5. 5 x10-17 C. La ...

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Safe Experimentation in Optical Levitation of Charged Droplets Using Remote Labs

Levitation optique est une méthode de lévitation d’objets diélectriques micromètre en utilisant la lumière laser. Utilisant des ordinateurs et systèmes d’automatisation, une expérience sur la levitation optique peut être commandé à distance. Ici, nous présentons un système télécommandé levitation optique qui est utilisé aussi bien pour l’éducation et de recherche.

Expérimentation sécuritaire en lévitation optique de gouttelettes chargées à l’aide de Remote Labs

The work presents an experiment that allows the study of many fundamental physical processes, such as photon pressure, diffraction of light or the motion ...

Notre protocole peut être utilisé pour visualiser de nombreux concepts physiques fondamentaux, tels que la pression des photons ou la façon dont une particule chargée se déplace dans un champ électrique. De plus, toutes ces tâches peuvent être exécutées à distance. Le principal avantage est que nous pouvons visualiser les phénomènes physiques à l’œil nu comme seul détecteur, soit directement à l’aide de lunettes laser, ou sur l’écran de l’ordinateur à l’aide d’une caméra Web.Le système expérimental peut, par exemple, fournir un aperçu des sciences atmosphériques en étudiant les corrélations entre les gouttelettes liquides ou la composition chimique d’une gouttelette à l’aide de la spectroscopie Raman. Le protocole d’accès à distance s’applique à un large éventail de types d’expériences. Le principal défi expérimental est que nous utilisons des lasers de grande puissance.Par conséquent, des règlements stricts en matière de sécurité laser doivent être appliqués. L’idée de cette expérience est de visualiser des concepts de physique qui sont normalement démontrés dans l’expérience des boîtes noires ou par des traitements théoriques. L’expérience sera démontrée par Oscar Isaksson et Andreas Johansson.Ils partagent tous deux leur temps entre l’enseignement dans une école secondaire locale et la recherche visant un PH. D.degree. Chaque fois que des lasers puissants sont impliqués, la sécurité doit être la priorité absolue. Ces lasers délivrent deux watts de rayonnement laser visible.Par conséquent, tout le personnel doit suivre le cours de sécurité laser. Commencez par informer tout le monde dans la zone du laboratoire qu’un laser sera allumé. Allumez ensuite la lampe d’avertissement laser à l’intérieur du laboratoire.Ensuite, placez les quatre planches absorbant la lumière et vérifiez que l’espace entre le laser et les planches absorbante est libre d’obstacles. Vérifiez également que l’espace entre la cellule de piégeage et le bloc de faisceau est libre d’objets. Avant de commencer le laser, retirez également toutes les montres et anneaux métalliques, et mettez une protection oculaire appropriée.Maintenant, allumez l’ordinateur du laboratoire et attendez qu’il soit prêt à fonctionner. Ouvrez le dossier de démarrage à distance depuis le bureau et cliquez sur l’icône Main1806. VI.Exécuter le programme en appuyant sur la flèche dans le coin supérieur gauche.Sous les variables EJS, marquer la case à cocher nommée Laser Remote Enable 2 Power et régler laser courant 2 à 25 de sorte que la diapositive de puissance laser vers la droite se termine à 25%Observez le faisceau laser en utilisant des lunettes laser alignement pour s’assurer que le faisceau se retrouve dans le dom faisceau. Si ce n’est pas le cas, ajustez la position du dom du faisceau. Ensuite, vérifiez Drops2 dans le programme VI.Then, ajustez l’étape de traduction, en tournant les vis de conduite à sa base, pour déplacer la pointe du distributeur de gouttelettes jusqu’à ce que les gouttelettes tombent dans le faisceau laser.De retour dans le logiciel, augmenter la puissance laser à environ 66% en utilisant le laser courant 2 champ d’entrée pour piéger une gouttelette. Dès qu’une gouttelette est piégée, décochez Drops2. Après avoir déterminé la taille et la polarité de la gouttelette en suivant le protocole de texte, déterminez la charge de la gouttelette en multipliant sa taille connue avec sa densité.Ensuite, réglez le contrôle E-Field DC 2 à zéro et estimez et notez une valeur moyenne pour la position de la gouttelette par la trace de position normalisée PSD dans la forme d’onde graphique. Calculez la valeur de la puissance laser donnée sous forme de F-Read 1 dans l’équation 2. Maintenant, réglez le E-Field DC Control 2 entre 1 et 5 Volts ou 1 et 5 Volts de sorte que la chute se déplace vers le haut.La gouttelette est maintenant à un nouveau poste. Réduisez lentement la puissance laser jusqu’à ce que la gouttelette soit de retour dans sa position d’origine. Notez la nouvelle puissance laser comme F-Read 2.Pour accéder au laboratoire distant, ouvrez la page Web de l’Unilab sur un navigateur Web. Une fois connecté, sélectionnez la langue désirée dans le premier élément du menu sous l’en-tête. Connectez-vous ensuite en utilisant les données suivantes.Dans la zone du cours, à côté de la zone de connexion, cliquez à gauche sur le logo de l’Université de Göteborg. Ensuite, cliquez sur Lévitation Optique pour accéder au matériel de cette expérience. Accédez au laboratoire distant en cliquant sur Remote Laboratory of Optical Levitation.Après cela, assurez-vous que l’ordinateur central de la page Web ressemble à ceci et montre l’interface utilisateur du laboratoire distant. Ensuite, cliquez sur le bouton Connect. Si la connexion est réussie, le texte du bouton passe à Connected.Ensuite, cliquez sur Tracking Droplets et vérifiez que les données psd sont reçues. Cliquez ensuite sur Vue Générale pour identifier tous les éléments de la mise en place : le laser, le distributeur de gouttelettes, la cellule de piégeage et le PSD. Pour piéger une gouttelette, cliquez d’abord sur le bouton gouttelettes de piégeage pour visualiser la pipette et la buse du distributeur de gouttelettes.Ensuite, cliquez sur le bouton Activer le laser pour établir la connexion au laser. De là, réglez la puissance laser autour du premier quart de la bande de contrôle, qui est situé sous le bouton Activer le laser. Attendez que le feu vert soit visible.Si le laser est correctement aligné, une fine lumière de faisceau vert sera vue. En cas d’alignement incorrect, veuillez contacter les services de maintenance tels que décrits dans le protocole. Une fois que le laser est aligné, augmenter sa puissance à trois quarts de la barre.Ensuite, cliquez sur le bouton Démarrer gouttes pour allumer le distributeur gouttelette. Regardez l’image de la webcam et attendez qu’un flash soit produit. À ce moment-là, une gouttelette a été capturée.Vérifiez à nouveau l’image de la webcam et vérifiez qu’une gouttelette est en lévitation au centre de la cellule de piégeage. Ensuite, appuyez sur le bouton Stop drops pour éteindre le distributeur de gouttelettes. Pour déterminer la taille de la gouttelette, appuyez sur déposer les gouttelettes de dimensionnement et suivez la procédure à la section 8 du protocole texte qui l’accompagne.Pour déterminer la charge de votre gouttelette capturée, cliquez d’abord sur la vue Gouttelettes de suivi. Ensuite, sélectionnez le menu champ électrique et réglez le champ DC Electric à zéro avec le champ numérique DC Voltage. À l’aide du graphique, estimer et noter une valeur moyenne de la position de la gouttelette et notez également la puissance laser.Maintenant, réglez le champ DC Electric à une valeur comprise entre ou 500 Volts pour faire changer la position de la gouttelette. Une fois que la position change, modifiez la puissance laser avec le curseur jusqu’à ce que la gouttelette soit de retour dans sa position d’origine et notez la nouvelle valeur de la puissance laser. Enfin, utilisez l’équation 2 du protocole texte qui l’accompagne pour calculer la charge de la gouttelette.On voit ici une gouttelette piégée en lévitation. Il est possible de voir l’une des gouttelettes lévitation à l’intérieur de la cellule de la configuration. La couleur verte est due au laser et la vue de deux points, au lieu d’un, est due à la réflexion de la gouttelette sur le verre de la cellule.Dans ce cas, le point supérieur est la réflexion et le point inférieur est la gouttelette. La chose la plus importante lorsque vous essayez de piéger est d’avoir de la patience. Une gouttelette de la taille d’un micromètre est censée atterrir dans un faisceau de lumière légèrement plus large que la gouttelette elle-même.Afin d’obtenir une valeur plus précise pour la charge, une boucle de contrôle peut être utilisée. Lors de l’application d’un champ électrique, la boucle de commande changera la puissance laser jusqu’à ce que la gouttelette soit de retour dans sa position d’origine. D’autres développements de cette configuration expérimentale est d’étudier les collisions de gouttelettes avec des caméras à grande vitesse, et aussi d’étudier comment la gouttelette se comporte dans une chambre à vide élevé.Un laser de classe 4 est utilisé dans cette expérience. Il est important de prendre toutes les mesures de sécurité pour protéger le personnel du laboratoire et de l’environnement.

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