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

עבודה זו נתמכו על ידי מועצת המחקר השבדי, קארל Trygger´s קרן מחקר מדעי, ספרדית משרד הכלכלה ואת התחרותיות תחת הפרויקט CICYT DPI2014-55932-C2-2-R. הודות Sannarpsgymnasiet על שנתת לנו לנסות את RL עם תלמידים.

הערה: הלייזר בשימוש בניסוי זה הוא לייזר class IV אספקת עד 1 W של קרינת לייזר גלוי. כל אנשי הצוות נוכחים במעבדה לייזר חייב ניהלו הדרכות בנושאי בטיחות לייזר נאותה.
1. על הידיים נסיוני
<ol><li>בטיחות<ol>
<li>ודא שכולם במעבדה מודעת לייזר תופעל.</li>
		<li>הפעל את המנורה אזהרה לייזר במעבדה.</li>
		<li>?...

<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>

עבודה זו מציגה הכנה ביצוע ניסוי בפיסיקה המודרנית שבה הן טיפות שטיחות התרוממתי. ניתן לבצע את הניסוי דרך תרגולים מסורתית או מרחוק. עם הקמת המערכת המרוחקת, סטודנטים וחוקרים מכל העולם יכול לקבל גישה שיבנו ניסיוני. זה גם מבטיח הבטיחות של המשתמשים, מכיוון שהם לא צריכים להיות בנוכחותו של לייזר וב...

העובדה כי אור נושאת מומנטום הוצע לראשונה על ידי קפלר כשהוא הסביר למה הזנב של כוכב שביט שתמיד מצביע הרחק מן השמש. השימוש בלייזר כדי להזיז השמנה של אובייקטים מאקרוסקופית דווחה לראשונה על ידי Ashkin א, ג' מ דז'ידז'יק בשנת 1971 כאשר הם הפגינו שזה אפשרי להתרומם מיקרומטר בגודל חפצים מבודד1. האובייקט לכוד נחשף קרן לייזר מכוונת כלפי מעלה. חלק של קרן הלייזר בא לידי ביטוי על האובייקט שהטיל לחץ קרינה על זה, זה היה מספיק לאזן את כוח המשיכה. רוב האור, עם זאת, היה נשברות דרך האובייקט מבודד. שינוי הכיוון של האור גורם רתיעה של האובייקט.  השפעת נטו הרתע עבור חלקיק להציב בפרופיל קרן גאוסיאנית היא כי ה-droplet לנוע לעבר האזור של עוצמת האור הגבוהה2. לפיכך, עמדה יציבה השמנה נוצרת במרכז של קרן הלייזר במיקום מעט מעל מוקד שבו לחץ קרינה מאזן את כוח המשיכה.
שכן השיטה ריחוף אופטי מאפשר אובייקטים קטנים ילכדו אותך, מבוקר מבלי להיות בקשר עם אובייקטים כלשהם, ניתן יהיה ללמוד פיסיקליות שונות levitated droplet. עם זאת, הניסוי מציג שתי מגבלות לשכפל ו שיוחלו בתי ספר או אוניברסיטאות מוסדות לא כל יכול להרשות לעצמו את הציוד הדרוש, מאחר שישנם סיכונים בתפעול על הידיים של הלייזר.
מעבדות מרחוק (RLs) מציעים גישה מרחוק באינטרנט לציוד מעבדה אמיתי עבור פעילויות ניסיוני. RLs הופיע לראשונה בסוף שנות ה-90, עם כניסתו של האינטרנט, ואת החשיבות שלהם ולהשתמש יש כבר גדל במשך השנים, כמו הטכנולוגיה התקדמה, חלק הדאגות העיקריות שלהם היה פתור3. עם זאת, הליבה של RLs נותרו כפי שהיו לאורך זמן: השימוש של מכשיר אלקטרוני עם חיבור לאינטרנט כדי לגשת למעבדה, לשלוט ולפקח על ניסוי.
בשל טבעם מרחוק, RLs ניתן להציע פעילויות ניסיוני למשתמשים מבלי לחשוף אותם הסיכונים עשויה להיות קשורה המימוש של ניסויים אלה. כלים אלה לאפשר לסטודנטים להקדיש יותר זמן עבודה עם ציוד מעבדה, ומכאן לפתח מיומנויות מעבדה טובה יותר. יתרונות נוספים של RLs הם כי הם 1) מאפשרים לאנשים נכים לבצע עבודה ניסויית, 2) להרחיב את הקטלוג של הניסויים המוצעים לסטודנטים על ידי שיתוף RLs בין אוניברסיטאות ו 3) להגדיל את הגמישות לתזמון עבודת מעבדה, מאחר וניתן לבצעה ממתי הפיזי מעבדה סגורה. לבסוף, RLs מציעים גם הדרכה בתפעול מערכות מבוקרת מחשב, המהווים כיום חלק חשוב של מחקר, פיתוח ותעשייה. לכן, RLs לא יכול רק להציע פתרון לנושאים פיננסיים ובטיחות שניהם כי מעבדות מסורתי להציג, אך גם לספק הזדמנויות ניסיוני יותר מעניין.
עם הגדרת הניסוי נעשה שימוש בעבודה זו, זה ניתן למדוד את הגודל גובה של droplet לכוד, לחקור את התנועה של חלקיקים טעונים בשדות חשמליים ולנתח כיצד ניתן להשתמש כדי לשנות את החיוב על droplet4 מקור רדיואקטיבי .
בכיוונון ניסיוניים שהוצגו, לייזר רבת עוצמה מכוונת כלפי מעלה, ממוקד אל מרכז תא זכוכית4. הלייזר הוא 2 W 532 ננומטר דיודת-שאוב solid-state לייזר (CW), שבו בדרך כלל נעשה שימוש בערך 1 וואט (W). אורך המוקד של העדשה השמנה היא 3.0 ס מ. טיפות נוצרים עם מתקן droplet piezo לסרו קרן הלייזר עד שהם לכודים מעל המוקד של הלייזר. השמנה מתרחשת כאשר הכוח שמפיקים כלפי מעלה ביים לחץ קרינה שווה לכוח הכבידה מכוונת כלפי מטה. יש ללא הגבלת זמן העליון ציין להשמנה. הזמן הארוך ביותר שהיה לכוד droplet 9 שעות, לאחר מכן, המלכודת היה כבוי. האינטראקציה בין ה-droplet ואת השדה לייזר יוצרת תבנית עקיפה אשר משמש כדי לקבוע את גודלו של טיפות.
טיפות הנפלטים מנפק מורכבות של 10% גליצרול ו 90% מים. החלק המים מתאדה במהירות, עוזב droplet גליצרול בגודל 20-30 מיקרומטר במלכודת. הגודל המרבי של droplet זה יכול לבצע עליו השמנה הוא כ-40 מיקרומטר. יש אין אידוי נצפתה לאחר בערך 10 s. בשלב זה, כל המים צפוי להיות התאדו. הפעם השמנה ארוך ללא כל אידוי הנצפה מציין כי הספיגה מינימלית וכי ה-droplet במהותה היא בטמפרטורת החדר. מתח הפנים של טיפות גורם להם כדורית. המטען של טיפות שנוצר על ידי מנפק droplet תלוי בתנאים הסביבתיים במעבדה, איפה הם הנפוצים ביותר להיות אניון. החלק העליון והחלק התחתון של התא השמנה מורכב שתי אלקטרודות להציב 25 מ מ אחד מהשני. הם יכולים לשמש כדי להחיל אנכי חשמליים זרם ישר (DC) או זרם חילופין (AC) שדה מעל ה-droplet. השדה החשמלי אינה חזקה מספיק כדי ליצור קשתות כלשהי גם אם 1000 וולט (V) מוחל על האלקטרודות. אם שדה DC, ה-droplet להעברת למעלה או למטה בתוך הקרן עמדה יציבה שיווי משקל חדש. אם שדה AC מוחל במקום, ה-droplet מתנדנד סביב מעמדה שיווי משקל. סדר הגודל של תנודות תלוי בגודל המטען של ה-droplet, על עוצמת השדה החשמלי ועל את הנוקשות של המלכודת לייזר. תמונה של ה-droplet מוקרן על גבי גלאי רגיש עמדה (PSD), המאפשרת למשתמשים לאתר את המיקום האנכי של ה-droplet.
עבודה זו מציגה יוזמה מוצלחת של מודרניזציה הוראה ומחקר באמצעות מידע וטכנולוגיות תקשורת דרך RL חדשני בתליה אופטי של droplets טעונה, אשר ממחיש את המושגים המודרניים בפיזיקה. איור 1 מציג את הארכיטקטורה של RL. טבלה 1 מציגה את הפציעות אפשרי לייזרים שיכולים לגרום לפי מחלקות שלהם; בהגדרת הזה, לייזר Class IV כבר בשימוש, אשר הוא המסוכן ביותר. זה יכול לפעול עד 2.0 W של קרינת לייזר גלוי, אז הבטיחות שסופקו על-ידי הפעולה מרחוק מתאים בבירור את הניסוי הזה. רחיפה אופטי של droplets טעונה RL הוצגה העבודה של גלאן ד. et al. ב 20185. בעבודה זאת, הוכח כיצד ניתן להשתמש באינטרנט על ידי המורים שרוצים לחבר את הסטודנטים המושגים המודרניים של פיזיקה ללא צורך להיות מודאגים לגבי העלויות, הלוגיסטיקה או על בעיות בטיחות. התלמידים לגשת RL את דרך פורטל אינטרנט בשם אוניברסיטת רשת של מעבדות אינטראקטיביים (UNILabs - https://unilabs.dia.uned.es), שבו הם יכולים למצוא את כל התיעוד לגבי התיאוריה הקשורים הניסוי ואת השימוש ניסיוני תוכנית ההתקנה של יישום אינטרנט. באמצעות המושג של מעבדה מרחוק, עבודה ניסויית הגדיל הדורש ציוד יקר ומסוכן יהיה זמין כדי קבוצות חדשות של תלמידים. יתר על כן, היא מגבירה את הלמידה הפורמלית על-ידי מתן תלמידים מסורתיים עם עוד פעם מעבדה ועם ניסויים שאינם נגישים בדרך כלל מחוץ מעבדות מחקר.

<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

העבודה מציג ניסוי זה מאפשר חקר תהליכים פיזיקליים בסיסיים רבים, כגון פוטון ללחץ, בשבירת קרני האור או את התנועה של חלקיקים טעונים בשדות חשמליים. בניסוי זה, קרן לייזר ממוקדת מצביע כלפי מעלה לרחף טיפות נוזל. טיפות הם התרוממתי על ידי לחץ פוטון של קרן לייזר ממוקדת אשר מאזן את כוח הכבידה. התבנית עקיפה נוצרת כאשר מואר עם אור לייזר יכולה לעזור למדוד את הגודל של droplet לכוד. המטען של ה-droplet לכוד יכול להיקבע על ידי לימוד בתנועה כאשר שדה חשמלי מכוון אנכית מוחל. ישנן מספר סיבות עידוד הניסוי הזה בפני שליטה מרחוק. ההשקעות הנדרשים עבור ההתקנה עולה על הסכום זמין בדרך כלל במעבדות הוראה לתואר ראשון. הניסוי דורש לייזר של מחלקה 4, שהינו מזיק העור והעיניים ומשתמש הניסוי המתחים כי הם מזיקים.

כאשר קרן הלייזר מיושרים כראוי, צלחת התחתון נקי, הטיפות לכודים כמעט מיד. כאשר droplet נלכד העסק יוכל להישאר במלכודת למשך מספר שעות, נותן המון זמן בשביל חקירות. רדיוס r של טיפות הוא בטווח של 25 ≤ r ≤ מיקרומטר 35 ו הטעינה יש כבר נמדד בין 1.1x10-17 ±1.1 x10: תרכיזי C 5.5x10-16</su...

Watch this Scientific Journal Video about Safe Experimentation in Optical Levitation of Charged Droplets Using Remote Labs at JoVE.com

Safe Experimentation in Optical Levitation of Charged Droplets Using Remote Labs

ריחוף אופטי הוא שיטה פרוגרסיבי בגודל מיקרומטר אובייקטים מבודד באמצעות אור לייזר. יכול להיות נשלט מרחוק ניצול מחשבים ומערכות אוטומציה, ניסוי בתליה אופטי. כאן, אנו מציגים ממערכת וטלמכניים ריחוף אופטי המשמש הן עבור החינוך לצרכי עיון ומחקר.

ניסויים בטוח רחיפה אופטי של Droplets טעונה באמצעות מעבדות מרחוק

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

הפרוטוקול שלנו יכול לשמש כדי לדמיין מושגים פיזיים בסיסיים רבים, כגון לחץ פוטון או איך חלקיק טעון נע בשדה חשמלי. אפילו יותר, כל המשימות האלה ניתן לבצע מרחוק. היתרון העיקרי הוא שאנחנו יכולים לדמיין תופעות פיזיקליות בעין החשופה שלנו כמו הגלאי היחיד, או ישירות באמצעות משקפי לייזר, או על מסך המחשב באמצעות מצלמת אינטרנט.מערכת הניסוי יכולה, למשל, לספק תובנה במדעי האטמוספירה על ידי חקירת מתאמים בין טיפות נוזליות או ההרכב הכימי של טיפה באמצעות ספקטרוסקופיה של אמן. פרוטוקול הגישה מרחוק ישים למגוון רחב של סוגי ניסויים. האתגר הניסיוני העיקרי הוא שאנו משתמשים בלייזרים בעלי עוצמה גבוהה.לכן, יש להחיל תקנות בטיחות לייזר מחמירות. כל הרעיון בניסוי זה הוא לדמיין מושגים של פיזיקה שבדרך כלל מוכחים בניסוי קופסה שחורה או באמצעות טיפולים תיאורטיים. הניסוי ידגים אוסקר אייזקסון ואנדראס ג'והנסון.שניהם חולקים את זמנם בין הוראה בבית ספר תיכון מקומי לבין ביצוע מחקר שמטרתו PH. D.Degree. בכל פעם לייזרים חזקים מעורבים, בטיחות צריכה להיות בראש סדר העדיפויות. לייזרים אלה מספקים שני ואט של קרינת לייזר גלויה.לכן, כל אנשי הצוות צריכים להשתתף בקורס בטיחות בלייזר. התחל על ידי ליידע את כולם באזור המעבדה כי לייזר יודלק. לאחר מכן הפעל את מנורת אזהרת הלייזר בתוך המעבדה.לאחר מכן, מקם את ארבעת הלוחות סופגי האור ובדוק כי הרווח בין הלייזר ללוחות הספיגה נקי ממכשולים. כמו כן, ודא כי הרווח בין תא ההשמנה לבין בלוק הקרן הוא ללא אובייקטים. לפני הפעלת הלייזר, גם להסיר את כל השעונים וטבעות מתכת, ולשים על הגנה נכונה על העיניים.עכשיו, להפעיל את מחשב המעבדה ולחכות עד שהוא מוכן לפעול. פתח את תיקיית הסטארט-אפ המרוחק משולחן העבודה ולחץ על הסמל Main1806. VI.הפעל את התוכנית על-ידי הקשה על החץ בפינה הימנית העליונה.תחת משתני EJS, סמן את תיבת הסימון בשם לייזר מרחוק הפעל 2 כוח ולהגדיר זרם לייזר 2 עד 25 כך שקופית כוח לייזר ימינה בסופו של דבר ב 25%שימו לב קרן הלייזר באמצעות משקפי לייזר יישור כדי לוודא כי הקרן בסופו של דבר דום הקרן. אם לא, להתאים את המיקום של דום הקרן. לאחר מכן, לבדוק Drops2 בתוכנית VI.Then, להתאים את שלב התרגום, על ידי הפיכת ברגים נהיגה בבסיסו, כדי להזיז את קצה מתקן טיפה עד טיפות נופלים לתוך קרן הלייזר.בחזרה בתוכנה, להעלות את כוח הלייזר על 66%באמצעות שדה קלט זרם לייזר 2 כדי ללכוד טיפה. ברגע טיפה לכודה, לבטל את הסימון Drops2. לאחר קביעת הגודל והקוטביות של טיפה על ידי ביצוע פרוטוקול הטקסט, לקבוע את המטען של טיפה על ידי הכפלת גודלו הידוע עם צפיפותו.לאחר מכן, הגדר את פקד DC E-Field 2 כאפס והערך הממוצע עבור מיקום הרשימה הנפתחת על-ידי מעקב מיקום מנורמל של PSD בתרשים Waveform. חשב את הערך של כוח הלייזר שניתן כ- F-Read 1 במשוואה 2. עכשיו, להגדיר את בקרת DC E-Field 2 בין 1 ו 5 וולט או 1 ו 5 וולט כך הירידה נעה כלפי מעלה.טיפה הוא עכשיו בעמדה חדשה. לאט לאט להפחית את כוח הלייזר עד טיפה היא חזרה במיקום המקורי שלה. רשום את כוח הלייזר החדש כ-F-Read 2.כדי לגשת למעבדה המרוחקת, פתח את דף האינטרנט של Unilab בדפדפן אינטרנט. לאחר ההתחברות, בחר את השפה הרצויה בפריט הראשון בתפריט תחת הכותרת העליונה. לאחר מכן היכנס באמצעות הנתונים הבאים.באזור הקורס, ליד הכניסה לאזור, לחץ שמאלה על הלוגו של אוניברסיטת גטבורג. לאחר מכן, לחץ על ריחוף אופטי כדי לגשת לחומר של ניסוי זה. גישה למעבדה מרחוק על ידי לחיצה על מעבדה מרוחקת של ריחוף אופטי.לאחר מכן, ודא כי המחשב המרכזי של דף האינטרנט נראה כך ומראה את ממשק המשתמש של המעבדה המרוחקת. לאחר מכן, לחץ על לחצן התחבר. אם החיבור הצליח, טקסט הלחצן ישתנה ל'מחובר'.לאחר מכן, לחץ על טיפות מעקב ותבדוק כי נתוני PSD מתקבלים. לאחר מכן לחץ על תצוגה כללית כדי לזהות את כל האלמנטים של להגדיר:הלייזר, מתקן טיפה, תא השמנה, ואת PSD. כדי להשמין טיפה, לחץ תחילה על לחצן טיפות השמנה כדי להמחיש את פיפיט ואת חריר מתקן טיפה.לאחר מכן, לחץ על כפתור הפעלת לייזר כדי ליצור את החיבור לייזר. מכאן, להגדיר את כוח הלייזר סביב הרבעון הראשון של רצועת הבקרה, אשר ממוקם תחת כפתור הפעל לייזר. המתן עד שהאור הירוק יהיה גלוי.אם הלייזר מיושר כראוי, אור קרן ירוק דק יהיה לראות. במקרה של יישור שגוי, נא פנה לשירותי התחזוקה כמתואר בפרוטוקול. לאחר יישור הלייזר, הגדל את כוחו לשלושה רבעים מהבר.לאחר מכן, לחץ על לחצן התחל טיפות כדי להפעיל את מתקן טיפה. צפה בתמונה מצלמת האינטרנט והמתן עד להפקת הבזק. באותו רגע, טיפה נתפסה.בדוק שוב את תמונת מצלמת האינטרנט וודא שירידה מרחפת במרכז תא ההשמנה. לאחר מכן, לחץ על לחצן עצור טיפות כדי לכבות את מתקן הטיפה. כדי לקבוע את גודל הירידה, לחץ על טיפות שינוי גודל ובצע את ההליך בסעיף 8 של פרוטוקול הטקסט הנלווה.כדי לקבוע את החיוב עבור טיפת השכידה שלך, לחץ תחילה על התצוגה טיפות מעקב. לאחר מכן, בחר בתפריט השדה אלקטריק והגדר את השדה DC Electric כאפס עם השדה המספרי מתח DC. באמצעות התרשים, להעריך ולציין ערך ממוצע של מיקום droplet וגם לציין את כוח הלייזר.עכשיו, להגדיר את השדה DC חשמלי לערך בין או 500 וולט כדי להפוך את טיפה לשנות את מיקומו. לאחר שינוי המיקום, לשנות את כוח הלייזר עם המחוון עד טיפה היא חזרה במיקום המקורי שלה לרשום את הערך החדש של כוח הלייזר. לבסוף, השתמש במשוואה 2 מפרוטוקול הטקסט הנלווה כדי לחשב את חיוב הירידה.מוצג כאן הוא טיפה לכודה מרחף. אפשר לראות את אחת טיפות מרחף בתוך התא של ההתקנה. הצבע הירוק נובע הלייזר ואת המראה של שתי נקודות, במקום אחת, הוא בשל השתקפות של טיפה על הזכוכית של התא.במקרה זה, הנקודה העליונה היא ההשתקפות והנקודה התחתונה היא טיפה. הדבר החשוב ביותר כאשר מנסים ללכוד הוא יש סבלנות. טיפה בגודל מיקרומטר אמורה לנחות בקרן אור רחבה מעט יותר מהטפה עצמה.כדי לקבל ערך מדויק יותר עבור החיוב, ניתן להשתמש בלולאת בקרה. בעת החלת שדה חשמלי, לולאת הבקרה תשנה את כוח הלייזר עד שהשחררה תחזור למיקום המקורי שלה. התפתחויות נוספות ממערך ניסיוני זה הן לחקור התנגשויות טיפה עם מצלמות במהירות גבוהה, וגם לחקור כיצד טיפה מתנהגת בתא ואקום גבוה.בניסוי זה נעשה שימוש בלייזר מדרגה 4. חשוב לנקוט בכל אמצעי הבטיחות כדי להגן על כוח האדם במעבדה ובסביבה.

Research

JoVE Journal

Engineering

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

בנייה ובדיקה של תאים מטבע של סוללות ליתיום יון

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials בודה בשיטת ציור הסיבים

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Optical Trapping of Nanoparticles

לכידה אופטית של חלקיקים

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

ניסויים בUltrasonic שימון שימוש Tribometer סייע-Piezoelectrically וProfilometer האופטי

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

כתיבת Gratings בראג בסיבים מרובי-ליבות

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

The Measurement of Unsteady Surface Pressure Using a Remote Microphone Probe

המדידה לחץ Surface בלתי עמיד באמצעות בדיקת מיקרופון מרחוק

Microphones are widely applied to measure pressure fluctuations at the walls of solid bodies immersed in turbulent flows. Turbulent motions with various ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

שימוש Synchrotron קרינה Microtomography לחקור חבילות מיקרו-אלקטרוניים תלת ממדי רב היקף

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

טוען מלכודת אופטית של דיאלקטרי microparticles באוויר

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...