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

Quest'opera è stata sostenuta dal Consiglio di ricerca svedese, Carl Trygger´s Fondazione per la ricerca scientifica e il Ministero spagnolo dell'economia e competitività nell'ambito del progetto CICYT DPI2014-55932-C2-2-R. Grazie a Sannarpsgymnasiet per avermi permesso noi provare il RL con gli studenti.

Nota: Il laser utilizzato in questo esperimento è un laser di classe IV consegna fino a 1 W di radiazione laser visibile. Tutto il personale presente in laboratorio laser devono hanno condotto la formazione sulla sicurezza laser adeguata.
1. protocollo sperimentale hands-on
<ol><li>Sicurezza<ol>
<li>Assicurarsi che tutti nel laboratorio è consapevoli che un laser si accende.</li>
		<li>Accendere la lampada spia laser in laboratorio.</li>
		<li>Verificare che nessun orologio o metallo anell...

<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>

Questo lavoro presenta un programma di installazione per lo svolgimento di un esperimento di fisica moderna in cui goccioline sono otticamente levitava. L'esperimento può essere eseguito sia in modo tradizionale e hands-on che in remoto. Con l'istituzione del sistema remoto, studenti e ricercatori in tutto il mondo possono ottenere accesso alla messa a punto sperimentale. Questo garantisce anche la sicurezza degli utenti, poiché non è necessario essere in presenza del laser ad alta potenza e campi elettrici necessari ...

Il fatto che la luce porta slancio fu suggerito da Kepler quando ha spiegato perché la coda di una cometa sempre punti lontano dal sole. L'uso di un laser per spostare e intrappolare oggetti macroscopici in primo luogo è stato segnalato da r. Ashkin e J. M. Dziedzic nel 1971 quando hanno dimostrato che è possibile per far levitare micrometro dimensioni dielettrico oggetti1. L'oggetto intrappolato è stato esposto a un ascendente diretto il raggio laser. Parte del fascio laser è stata riflessa sull'oggetto che ha imposto una pressione di radiazione esercitata su di esso che era sufficiente a controbilanciare la gravità. La maggior parte della luce, tuttavia, era rifratta attraverso l'oggetto dielettrico. Il cambiamento della direzione della luce provoca un rinculo dell'oggetto.  L'effetto netto del rinculo per una particella collocato in un profilo di fascio gaussiano è che la goccia si muoverà verso la regione di più alta intensità della luce2. Quindi, una posizione di cattura stabile è creata al centro del fascio laser in una posizione leggermente sopra il punto focale dove la pressione di radiazione equilibra gravità.
Poiché il metodo di levitazione ottico consente piccoli oggetti intercettati e controllati senza essere in contatto con eventuali oggetti, fenomeni fisici differenti possono essere studiati utilizzando una gocciolina sospesi. Tuttavia, l'esperimento presenta due limitazioni per essere riprodotto e applicato alle scuole o università, poiché non tutte le istituzioni possono permettersi l'attrezzatura necessaria e ci sono alcuni rischi nell'operazione di hands-on del laser.
Laboratori remoti (RLs) offrono accesso remoto online per l'apparecchiatura di vero e proprio laboratorio per attività sperimentali. RLs per la prima volta alla fine degli anni 90, con l'avvento di Internet, e la loro importanza e l'uso sono cresciuti nel corso degli anni, come la tecnologia è progredita e alcune delle loro principali preoccupazioni sono state solved3. Tuttavia, il nucleo di RLs è rimasta la stessa nel tempo: l'uso di un dispositivo elettronico con connessione a Internet per accedere a un laboratorio e controllare e monitorare un esperimento.
A causa della loro natura remota, RLs può essere utilizzato per offrire attività sperimentali per utenti senza esporli a rischi che possono essere associati con la realizzazione di tali esperimenti. Questi strumenti consentono agli studenti di trascorrere più tempo al lavoro con attrezzature di laboratorio e quindi sviluppano migliori capacità di laboratorio. Altri vantaggi di RLs sono che 1) facilitano per portatori di handicap eseguire lavoro sperimentale, 2) espandere il catalogo degli esperimenti offerti agli studenti condividendo RLs tra università e 3) aumentare la flessibilità nella pianificazione del lavoro di laboratorio, dal momento che può essere eseguito da casa quando è chiuso un laboratorio di fisica. Infine, RLs offrono anche formazione in sistemi controllati da computer, che al giorno d'oggi sono una parte importante della ricerca, lo sviluppo e l'industria di funzionamento. Di conseguenza, RLs solo non può offrire una soluzione per entrambi i problemi finanziari e di sicurezza che tradizionali laboratori presentano, ma anche forniscono opportunità sperimentali più interessanti.
Con la messa a punto sperimentale utilizzato in questo lavoro, è possibile misurare la dimensione e carica di una gocciolina intrappolata, studiare il moto delle particelle cariche in campi elettrici e analizzare come una sorgente radioattiva può essere utilizzata per modificare la carica su una goccia4 .
Nel setup sperimentale presentato, un potente laser è diretto verso l'alto e messo a fuoco nel centro di una cella di vetro4. Il laser è un 2 W 532 nm pompato a diodi laser a stato solido (CW), dove di solito circa 1 Watt (W) è usato. La lunghezza focale della lente dell'intrappolamento è 3,0 cm. goccioline vengono generate con un dispenser per gocce piezo e scendono attraverso il raggio laser fino a quando sono intrappolati appena sopra il fuoco del laser. Intrappolamento si verifica quando la forza da verso l'alto diretto pressione di radiazione è uguale alla forza gravitazionale diretta verso il basso. Non c'è alcun limite di tempo osservato per il trapping. Il più lungo tempo che è stato intrappolato un droplet è 9 ore, da allora in poi, la trappola è stata disattivata. L'interazione tra la goccia e campo laser produce un pattern di diffrazione che viene utilizzato per determinare le dimensioni delle goccioline.
Le goccioline emesse dal dispenser è costituito da 10% glicerolo e 90% di acqua. La parte di acqua evapora rapidamente, lasciando una goccia di glicerolo dimensioni 20-30 µm nella trappola. La dimensione massima di una goccia che può essere intercettata è circa 40 µm. Non c'è nessuna evaporazione osservato dopo circa 10 s. A questo punto, tutta l'acqua dovrebbe avere evaporato. Il tempo di cattura lungo senza qualsiasi evaporazione osservabile indica che c'è un assorbimento minimo e che la goccia è essenzialmente a temperatura ambiente. La tensione superficiale delle gocce li rende sferica. La carica delle goccioline generate dal dispenser per gocce dipende dalle condizioni ambientali in laboratorio, dove hanno più comunemente diventare caricati negativamente. La parte superiore e parte inferiore della cella intrappolamento è costituito da due elettrodi posti 25 mm apart. Essi può essere utilizzati per applicare un verticale elettrico corrente (continua CC) o corrente alternata (AC) campo sopra la goccia. Il campo elettrico non è abbastanza forte per creare qualsiasi archi anche se 1000 Volt (V) è applicato sopra gli elettrodi. Se viene utilizzato un campo DC, la goccia si muove verso l'alto o verso il basso nel raggio laser in una nuova posizione di equilibrio stabile. Se invece è applicato un campo di AC, la gocciolina oscilla intorno alla sua posizione di equilibrio. L'ampiezza delle oscillazioni dipende dalla dimensione e carica della goccia, l'intensità del campo elettrico e sulla rigidità della trappola laser. Un'immagine della goccia è proiettata su un rivelatore sensibile alla posizione (PSD), che consente agli utenti di tenere traccia della posizione verticale della goccia.
Questo lavoro presenta un'iniziativa di successo di modernizzare l'insegnamento e la ricerca utilizzando tecnologie dell'informazione e comunicazione attraverso un innovativo RL sulla levitazione ottica di goccioline cariche che illustra concetti moderni in fisica. Figura 1 illustra l'architettura del RL. La tabella 1 Mostra le possibili lesioni che possono causare i laser in base alla loro classe; In questa configurazione, è stato utilizzato un laser di classe IV, che è quella più pericolosa. Può funzionare con fino a 2.0 W della radiazione laser visibile, così la sicurezza fornita dall'operazione remota è chiaramente adatta per questo esperimento. La levitazione ottica di goccioline cariche di RL è stato presentato nell'opera di D. Galan et nel 20185. In questo lavoro, è dimostrato come può essere utilizzato online da insegnanti che vogliono introdurre gli studenti ai moderni concetti di fisica senza dover essere preoccupati per i costi, la logistica o i problemi di sicurezza. Il RL di accesso gli studenti attraverso un portale web chiamato rete di laboratori interattivi di Università (UNILabs - https://unilabs.dia.uned.es) in cui si possono trovare tutti i documenti riguardanti la teoria relazionato all'esperimento e l'uso di sperimentale installazione per mezzo di un'applicazione web. Utilizzando il concetto di un laboratorio remoto, lavoro sperimentale nella fisica moderna che richiede attrezzature costose e pericolose possono essere resi disponibile a nuovi gruppi di studenti. Inoltre, migliora l'apprendimento formale fornendo agli studenti tradizionali con più tempo di laboratorio e con esperimenti che normalmente non sono accessibili all'esterno di laboratori di ricerca.

<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

Il lavoro presenta un esperimento che permette lo studio di molti processi fisici fondamentali, quali la pressione del fotone, diffrazione della luce o il movimento di particelle cariche in campi elettrici. In questo esperimento, un fascio laser focalizzato che punta verso l'alto levitare delle gocce liquide. Le goccioline sono levitated dalla pressione del fotone del raggio laser focalizzato che bilancia la forza gravitazionale. Il modello di diffrazione creato quando illuminato con la luce laser può aiutare a misurare la dimensione di una gocciolina intrappolata. La carica della goccia intrappolata può essere determinata studiando il movimento quando viene applicato un campo elettrico diretto verticalmente. Ci sono diverse ragioni che motivano questo esperimento per essere controllata in remoto. Gli investimenti necessari per l'installazione supera la quantità normalmente disponibile nei laboratori di insegnamento universitario. L'esperimento richiede che un laser di classe 4, che è nocivo per la pelle e gli occhi e l'esperimento utilizza tensioni dannose.

Quando il raggio laser è ben allineato e la piastra inferiore è pulita, le gocce sono intrappolate quasi immediatamente. Quando una gocciolina è intrappolata può rimanere nella trappola per diverse ore, dando un sacco di tempo per le indagini. Il raggio r delle goccioline è nella gamma di 25 ≤ r ≤ 35 µm e la carica è stata misurata tra 1.1x10-17 ±1.1 x10-18 C e 5.5x10-16 ±5.5 x10-17 C. Le dimensioni delle goccioline rimango...

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Safe Experimentation in Optical Levitation of Charged Droplets Using Remote Labs

Levitazione ottica è un metodo per levitare oggetti di dielettrico micrometro-dimensioni usando la luce laser. Che utilizzano computer e sistemi di automazione, un esperimento sulla levitazione ottico può essere controllato da remoto. Qui, vi presentiamo un sistema di levitazione ottica comandati a distanza che è utilizzato sia per la didattica e scopi di ricerca.

Sicuro sperimentazione in ottica levitazione di goccioline caricate utilizzando 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 ...

Il nostro protocollo può essere utilizzato per visualizzare molti concetti fisici fondamentali, come la pressione dei fotoni o come una particella carica si muove in un campo elettrico. Inoltre, tutte queste attività possono essere eseguite in remoto. Il vantaggio principale è che possiamo visualizzare i fenomeni fisici a occhio nudo come l'unico rilevatore, utilizzando direttamente occhiali laser o sullo schermo del computer utilizzando una webcam.Il sistema sperimentale può, ad esempio, fornire informazioni sulle scienze atmosferiche studiando correlazioni tra goccioline liquide o la composizione chimica di una goccia usando la spettroscopia Raman. Il protocollo di accesso remoto è applicabile a un'ampia gamma di tipi di esperimento. La principale sfida sperimentale è che usiamo laser ad alta potenza.Pertanto, è necessario applicare rigide norme di sicurezza laser. L'idea di questo esperimento è quella di visualizzare concetti di fisica che normalmente sono dimostrati nell'esperimento black box o attraverso trattamenti teorici. L'esperimento sarà dimostrato da Oscar Isaksson e Andreas Johansson.Entrambi condividono il loro tempo tra l'insegnamento in un liceo locale e la ricerca mira a un dottorato di ricerca. D.degree. Ogni volta che sono coinvolti potenti laser, la sicurezza deve essere la massima priorità. Questi laser erogano due Watt di radiazione laser visibile.Pertanto, tutto il personale deve frequentare il corso di sicurezza laser. Inizia informando tutti nell'area di laboratorio che verrà acceso un laser. Quindi accendere la spia laser all'interno del laboratorio.Successivamente, posizionare le quattro schede che assorbono la luce e verificare che lo spazio tra il laser e le schede assorbenti sia privo di ostacoli. Inoltre, controllare che lo spazio tra la cella di abbondanza e il blocco del fascio sia privo di oggetti. Prima di avviare il laser, rimuovere anche tutti gli orologi e gli anelli metallici e indossare una corretta protezione degli occhi.Ora accendi il computer da laboratorio e attendi che sia pronto per funzionare. Aprire la cartella Avvio remoto dal desktop e fare clic sull'icona Main1806. VI.Eseguire il programma premendo la freccia nell'angolo in alto a sinistra.In Variabili EJS contrassegnare la casella di controllo denominata Laser Remote Enable 2 Power e impostare La corrente laser da 2 a 25 in modo che la diapositiva di alimentazione laser a destra finisca al 25%Osserva il raggio laser utilizzando occhiali laser di allineamento per assicurarsi che il raggio finisca nel dom del fascio. In caso meno, regolare la posizione della trave. Quindi, controllare Drops2 nel programma VI.Quindi, regolare lo stadio di traduzione, ruotando le viti di guida alla sua base, per spostare la punta del distributore di goccioline fino a quando le goccioline cadono nel raggio laser.Di nuovo nel software, aumentare la potenza del laser a circa il 66% utilizzando il campo di ingresso Laser Current 2 per intrappolare una goccia. Non appena una goccia è intrappolata, deselezionare Gocce2. Dopo aver determinato la dimensione e la polarità della goccia seguendo il protocollo di testo, determinare la carica della goccia moltiplicando la sua dimensione nota con la sua densità.Impostare quindi il controllo DC 2 del campo E su Zero e stimare e annotare un valore medio per la posizione della goccia in base alla traccia di posizione normalizzata PSD nella forma d'onda del grafico. Calcolare il valore della potenza laser fornita come F-Read 1 nell'equazione 2. Ora, impostare l'E-Field DC Control 2 tra 1 e 5 Volt o 1 e 5 Volt in modo che la caduta si muova verso l'alto.La goccia è ora in una nuova posizione. Ridurre lentamente la potenza del laser fino a quando la goccia non è tornata nella sua posizione originale. Annotare la nuova potenza laser come F-Read 2.Per accedere al Laboratorio Remoto, aprire la pagina Web dell'Unilab su un browser Web. Una volta connesso, selezionare la lingua desiderata nella prima voce del menu sotto l'intestazione. Quindi accedere utilizzando i dati seguenti.Nell'area del corso, accanto all'area di accesso, fare clic con il pulsante sinistro del mouse sul logo dell'Università di Göteborg. Quindi, fai clic su Levitazione ottica per accedere al materiale di questo esperimento. Accedere al Laboratorio Remoto cliccando su Laboratorio Remoto di Levitazione Ottica.Successivamente, assicurarsi che il mainframe della pagina Web sia simile al seguente e mostri l'interfaccia utente del Laboratorio remoto. Quindi, fare clic sul pulsante Connetti. Se la connessione ha esito positivo, il testo del pulsante cambierà in Connesso.Quindi, fai clic su Tracking Droplets e controlla che i dati PSD vengano ricevuti. Quindi fare clic su Visualizzazione generale per identificare tutti gli elementi dell'insieme: il laser, il distributore di goccioline, la cella di abbondanza e il PSD. Per intrappolare una goccia, fare prima clic sul pulsante Goccioline di intrappolamento per visualizzare la pipetta e l'ugello del distributore di goccioline.Quindi, fare clic sul pulsante Attiva laser per stabilire la connessione al laser. Da qui, impostare l'alimentazione laser intorno al primo quarto della striscia di controllo, che si trova sotto il pulsante Attiva laser. Attendere che sia visibile la luce verde.Se il laser è allineato correttamente, verrà vista una sottile luce verde del fascio. In caso di allineamento errato, si prega di contattare i servizi di manutenzione come descritto nel protocollo. Una volta allineato il laser, aumentare la sua potenza a tre quarti della barra.Quindi, fare clic sul pulsante Avvia gocce per accendere il distributore di goccioline. Guarda l'immagine della webcam e attendi la produzione di un flash. In quel momento, una goccia è stata catturata.Controllare nuovamente l'immagine della webcam e verificare che una goccia sia levitante al centro della cella di abbondanza. Quindi, premere il pulsante Interrompi gocce per spegnere il distributore di goccioline. Per determinare le dimensioni della goccia, premere Le goccioline di ridimensionamento e seguire la procedura di cui alla sezione 8 del relativo protocollo di testo.Per determinare l'addebito per la goccioline acquisita, fare prima clic sulla visualizzazione Goccioline di tracciamento. Selezionare quindi il menu campo Elettrico e impostare il campo DC Electric su Zero con il campo numerico Tensione CC. Utilizzando il grafico, stimare e notare un valore medio della posizione della goccia e notare anche la potenza laser.Ora, imposta il campo DC Electric su un valore compreso tra o 500 Volt per fare in modo che la goccia cambi la sua posizione. Una volta che la posizione cambia, modificare la potenza del laser con il cursore fino a quando la goccia non è tornata nella sua posizione originale e annotare il nuovo valore della potenza laser. Infine, utilizzare l'equazione 2 del protocollo di testo di accompagnamento per calcolare la carica della goccia.Qui è mostrata una goccia intrappolata che levita. È possibile vedere una delle goccioline che levitano all'interno della cella della configurazione. Il colore verde è dovuto al laser e la vista di due punti, invece di uno, è dovuta al riflesso della goccia sul vetro della cella.In questo caso, il punto superiore è il riflesso e il punto inferiore è la goccia. La cosa più importante quando si cerca di intrappolare è avere pazienza. Una goccia delle dimensioni di un micrometro dovrebbe atterrare in un raggio di luce leggermente più largo della goccia stessa.Per ottenere un valore più accurato per la carica, è possibile utilizzare un ciclo di controllo. Durante l'applicazione di un campo elettrico, il circuito di controllo cambierà la potenza del laser fino a quando la goccia non tornerà nella sua posizione originale. Ulteriori sviluppi da questa configurazione sperimentale sono lo studio delle collisioni di goccioline con telecamere ad alta velocità e anche l'indagine su come si comporta la goccia in una camera ad alto vuoto.In questo esperimento viene utilizzato un laser di classe 4. È importante adottare tutte le misure di sicurezza per proteggere il personale in laboratorio e l'ambiente.

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