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

Dette arbeidet har vært støttet av den svenske Research Council, Carl Trygger´s Foundation for forskning og det spanske departementet for økonomi og konkurranseevne under prosjektet CICYT DPI2014-55932-C2-2-R. Takk til Sannarpsgymnasiet for å la prøve oss RL med studenter.

Merk: Laseren som brukes i dette eksperimentet er en klasse IV laser levere opptil 1 W av synlig laserstråling. Alt personell i laser laboratoriet må ha gjennomført tilstrekkelig laser sikkerhetsopplæring.
1. hands-On eksperimentelle protokollen
<ol><li>Sikkerhet<ol>
<li>Kontroller at alle i laboratoriet er klar over at en laser slås på.</li>
		<li>Slå på den laser advarselslampen i laboratoriet.</li>
		<li>Kontroller at ingen ser eller metall ringer er slitt og sette på laser brill...

<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>

Dette arbeidet presenterer et oppsett for en moderne fysikk eksperiment der dråper er optisk levitated. Eksperimentet kan utføres i en tradisjonell praktisk måte eller eksternt. Med det eksterne system etablissementet, kan studenter og forskere over hele verden få tilgang til den eksperimentelle set-up. Dette garanterer også brukernes sikkerhet, siden de ikke trenger å være i nærvær av høy makt laser og elektrisk felt som kreves for eksperimentet. I tillegg kan brukerne samhandle med instrumentering i en veldig...

Det faktum at lys bærer momentum ble først foreslått av Kepler da han forklarte hvorfor halen til en komet alltid peker fra solen. Bruk av en laser til å flytte og over makroskopisk objekter ble først rapportert av A. Ashkin og J. M. Dziedzic i 1971 da de vist at det er mulig å sveve mikrometer store dielektrisk objekter1. Fanget objektet ble utsatt for en oppadgående regissert laserstrålen. Del av laserstrålen ble reflektert på objektet som pålagt strålingen presset på det som var tilstrekkelig til å motvekt tyngdekraften. De fleste av lyset, men var brytes gjennom dielektrisk objektet. Endring av retning lyset forårsaker en rekyl av objektet.  Virkningen rekyl etter en partikkel i en Gaussian strålen profil er at slippverktøyet vil bevege mot regionen høyeste lysintensiteten2. Derfor opprettes en stabil overlapping posisjon i midten av laserstrålen på en posisjon over fokuspunkt hvor stråling press balanserer tyngdekraften.
Siden den optiske levitation tillater små gjenstander å være fanget og kontrollert uten kontakt med objekter, kan forskjellige fysiske fenomener studeres ved hjelp av et levitated slippverktøy. Men presenterer eksperimentet to begrensninger for å reproduseres og brukt på skoler og universiteter siden ikke alle institusjoner har råd til de nødvendige utstyret og siden det er visse risikoer i praktisk drift av laser.
Ekstern laboratorier (RLs) tilbyr online fjerntilgang til den virkelige laboratorieutstyr eksperimentelle aktiviteter. RLs først dukket opp på slutten av 90-tallet, med bruk av Internett, og deres betydning og bruk har vært økende gjennom årene som teknologien har kommet og noen av deres store bekymringer har vært løst3. Men kjernen av RLs har forblitt den samme over tid: bruk av en elektronisk enhet med Internett-tilkobling for å få tilgang til et laboratorium, og kontrollere og overvåke et eksperiment.
Deres eksterne naturen kan RLs brukes å tilby eksperimentelle aktiviteter til brukere uten å utsette dem til risikoene som kan knyttes til realisering av slike eksperimenter. Disse verktøyene gir elevene å tilbringe mer tid med laboratorieutstyr, og dermed utvikle bedre laboratorium ferdigheter. Andre fordeler ved RLs er at de 1) rette for handikappede mennesker å utføre eksperimentelt arbeid, 2) utvider katalogen av eksperimenter tilbys studenter ved å dele RLs mellom universiteter og 3) øke fleksibiliteten i planleggingen laboratoriearbeid, siden det kan utføres fra hjemme når er et fysisk laboratorium stengt. Til slutt, RLs tilbyr også opplæring i operativsystemer datastyrt, som i dag er en viktig del av forskning, utvikling og industri. Derfor tilby RLs ikke bare en løsning til både økonomiske og sikkerhet problemene at tradisjonelle labs presenterer, men også gi mer interessant eksperimentelle muligheter.
Med eksperimentelle oppsett brukes i dette arbeidet, er det mulig å måle størrelsen og betalt av en fanget dråpe, undersøke bevegelse ladede partikler i elektrisk felt og analysere hvordan en radioaktiv kilde kan brukes å endre gebyret på en dråpe4 .
Eksperimentelle oppsett presentert, er en kraftig laser rettet oppover og fokusert på midten av glass celle4. Laser er en 2 W 532 nm diode-pumpet solid-state laser (CW), der vanligvis ca 1 Watt (W) brukes. Brennvidden på objektivet overlapping er 3,0 cm. dråper genereres med en piezo slippverktøy dispenser og ned gjennom laserstrålen før de er fanget like over fokus for laser. Overlapping oppstår når kraften fra oppover regissert strålingstrykket er lik for nedadgående regissert kraft. Det er ingen øvre tidsbegrensning observert overlapping. Den lengste tiden en dråpe har blitt fanget er 9 timer, deretter, fellen ble slått av. Samspillet mellom slippverktøyet og laser produserer en Diffraksjon mønster som brukes til å bestemme størrelsen på dråpene.
Dråper slippes ut fra dispenser består av 10% glyserol og 90% vann. Delen vann fordamper raskt, etterlot en 20-30 µm størrelse glyserol dråpe i fellen. Maksimumsstørrelsen på et slippverktøy som kan overlappes er 40 µm. Det er ingen fordampning observert etter ca 10 s. På dette punktet forventes alle vann å ha fordampet. Lang overlapping tiden uten noen observerbare fordampning angir at det er minimal absorpsjon og at slippverktøyet i hovedsak ved romtemperatur. Overflatespenning av dråpene gjør dem sfærisk. Anklagen av dråper generert av slippverktøy dispenseren er avhengig av ytre forhold i laboratoriet, hvor de oftest blir negativt ladet. Toppen og bunnen av overtrykk cellen består av to elektroder plassert 25 mm fra hverandre. De kan brukes til å bruke en loddrett elektrisk likespenning (DC) eller vekselstrøm (AC) feltet over slippverktøyet. Det elektriske feltet er ikke sterk nok til å lage noen buer selv om 1000 Volt (V) brukes over elektrodene. Hvis en DC-feltet brukes, flyttes slippverktøyet opp eller ned i laserstrålen til en ny stabil likevekt stillingen. Hvis en AC-feltet brukes i stedet, svinger slippverktøyet rundt plasseringen likevekt. Omfanget av svingninger, avhenger av størrelsen og ansvaret for slippverktøyet, intensiteten av det elektriske feltet og stivhet av laser fellen. Et bilde av slippverktøyet er projisert på en posisjon-sensitive detektor (PSD), hvilke innrømmer brukernes å spore den vertikale plasseringen av slippverktøyet.
Dette arbeidet presenterer en vellykket initiativ av modernisering undervisning og forskning ved hjelp av informasjons- og kommunikasjonsteknologi gjennom en innovativ RL på optisk levitation av ladede dråper som illustrerer moderne begreper i fysikk. Figur 1 viser arkitekturen i RL. Tabell 1 viser mulige skader lasere kan forårsake etter klasse; I dette oppsettet, er en klasse IV laser brukt, og som er den farligste. Den kan operere med opptil 2.0 W av synlig laserstråling, så sikkerheten av eksterne operasjonen er tydelig egnet til dette eksperimentet. Den optiske levitation av ladede dråper RL ble presentert i arbeidet med D. Galan et al. i 20185. I dette arbeidet er det demonstrert hvordan kan det brukes online av lærere som ønsker å introdusere elevene til moderne konsepter for fysikk uten å være bekymret for kostnadene, logistikk eller sikkerhet problemer. Studenter tilgang RL gjennom en web-portal kalt universitet nettverk av interaktive laboratorier (UNILabs - https://unilabs.dia.uned.es) i som de kan finne alle dokumentasjonen om teorien eksperimentet og bruken av den eksperimentelle konfigurasjon ved hjelp av en web-applikasjon. Ved å bruke konseptet med en ekstern laboratorium, kan eksperimentelt arbeid i moderne fysikk som krever kostbar og farlig utstyr gjøres tilgjengelig for nye grupper av studenter. Videre, det forbedrer formell læring ved å gi tradisjonelle studenter med mer laboratorium tid og eksperimenter som ikke vanligvis er tilgjengelige utenfor forskningslaboratorier.

<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

Arbeidet presenterer et eksperiment der studie av mange grunnleggende fysiske prosesser, for eksempel Foton press, Diffraksjon av lys eller bevegelse ladede partikler i elektriske felter. I dette eksperimentet, en fokusert laser strålen peker oppover levitate væskedråper. Dråpene er levitated av Foton presset av fokusert laserstrålen som balanserer kraft. Diffraksjon mønsteret opprettet når opplyst med laserlys kan bidra til å måle størrelsen på en fanget dråpe. Ansvaret for fanget slippverktøyet kan bestemmes ved å studere sin bevegelse når en loddrett regissert elektriske feltet brukes. Det er flere grunner motiverende dette eksperimentet til fjernstyres. Investeringer som kreves for installasjonen overgår beløpet normalt tilgjengelig i undervisning undervisning laboratorier. Eksperimentet krever en laser av klasse 4, som er skadelig for både hud og øyne og eksperimentet bruker spenninger som er skadelig.

Når laserstrålen er godt organisert, og den nederste platen er ren, er dråper nesten umiddelbart fanget. Når et slippverktøy er fanget kan det bo i fellen i flere timer, gi god tid for undersøkelser. Radius r av dråpene er i størrelsesorden 25 ≤ r ≤ 35 µm og tillegget har blitt målt mellom 1.1x10-17 ±1.1 x10-18 C og 5.5x10-16 ±5.5 x10-17 C. Størrelsen på dråpene forblir, ifølge våre målinger, konstant over tid, men...

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

Optisk levitation er en metode for levitating mikrometer store dielektrisk objekter ved hjelp av laserlys. Datamaskiner og automasjonssystemer, et eksperiment på optisk levitation kan fjernstyres. Her, vi presenterer en fjernstyrt optisk levitasjon system som brukes både utdanning og forskning.

Sikker eksperimentering i optisk Levitation av ladede dråper med ekstern 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 ...

Vår protokoll kan brukes til å visualisere mange grunnleggende fysiske konsepter, for eksempel fotontrykk eller hvordan en ladet partikkel beveger seg i et elektrisk felt. Enda mer kan alle disse oppgavene utføres eksternt. Den største fordelen er at vi kan visualisere fysiske fenomener med vårt bare øye som den eneste detektoren, enten direkte ved hjelp av laserbriller, eller på dataskjermen ved hjelp av et webkamera.Det eksperimentelle systemet kan for eksempel gi innsikt i atmosfæriske vitenskaper ved å undersøke sammenhenger mellom væskedråper eller den kjemiske sammensetningen av en dråpe ved hjelp av Raman Spectroscopy. Protokollen for ekstern tilgang gjelder for et bredt spekter av eksperimenttyper. Den viktigste eksperimentelle utfordringen er at vi bruker kraftige lasere.Derfor må strenge lasersikkerhetsforskrifter brukes. Hele ideen med dette eksperimentet er å visualisere begreper om fysikk som normalt er demonstrert i black box eksperiment eller gjennom teoretiske behandlinger. Eksperimentet vil bli demonstrert av Oscar Isaksson og Andreas Johansson.De deler begge sin tid mellom undervisning i en lokal videregående skole og gjør forskning med sikte på en PH. D.degree. Når kraftige lasere er involvert, sikkerhet må være topp prioritet. Disse laserne leverer to Watt synlig laserstråling.Derfor må alt personell delta på Laser Safety Course. Begynn med å informere alle i laboratorieområdet om at en laser vil bli slått på. Slå deretter på laservarsellampen inne i laboratoriet.Deretter plasserer du de fire lysabsorberende brettene og kontrollerer at mellomrommet mellom laseren og absorberende brett er fri for hindringer. Kontroller også at avstanden mellom overlappingscellen og stråleblokken er fri for objekter. Før du starter laseren, også fjerne eventuelle klokker og metall ringer, og sette på riktig øyebeskyttelse.Slå på lab-datamaskinen og vent til den er klar til bruk. Åpne mappen Ekstern oppstart fra skrivebordet, og klikk på ikonet Main1806. VI.Kjør programmet ved å trykke på pilen øverst til venstre.Under EJS Variabler merker du av i boksen laserfjerning Aktiver 2 Strøm og setter laserstrøm 2 til 25 slik at lasereffekten glir til høyre ender opp med 25%Observer laserstrålen ved hjelp av justeringslaserbriller for å sikre at strålen ender opp i stråledom. Hvis ikke, juster posisjonen til bjelken dom. Deretter kontrollerer du Drops2 i programmet VI.Juster deretter oversettelsestrinnet ved å dreie kjøreskruene på basen for å flytte spissen av dråpedispenseren til dråpene faller inn i laserstrålen.Tilbake i programvaren, heve laserkraften til ca 66%ved hjelp av Laser Current 2 inndatafeltet for å fange en dråpe. Så snart en dråpe er fanget, fjern merket drops2. Etter å ha bestemt størrelsen og polariteten til dråpen ved å følge tekstprotokollen, bestemmer du ladningen av dråpen ved å multiplisere den kjente størrelsen med tettheten.Deretter setter du E-Field DC Control 2 til Null og estimerer og noterer en gjennomsnittsverdi for plasseringen av dråpen av PSD Normalisert posisjonssporing i diagrammet Waveform. Beregn verdien av laserkraften gitt som F-Read 1 i Formel 2. Nå setter du E-Field DC Control 2 mellom 1 og 5 Volt eller 1 og 5 Volt slik at fallet beveger seg oppover.Dråpen er nå i en ny posisjon. Reduser laserkraften langsomt til dråpen er tilbake i sin opprinnelige posisjon. Skriv ned den nye laserkraften som F-Read 2.For å få tilgang til Remote Laboratory, åpne Unilabs nettside i en nettleser. Når du er tilkoblet, velger du ønsket språk i det første elementet i menyen under overskriften. Logg deretter på med følgende data.I kursområdet, ved siden av innloggingsområdet, venstreklikk på logoen til Universitetet i Göteborg. Deretter klikker du på Optisk levitasjon for å få tilgang til materialet i dette eksperimentet. Få tilgang til det eksterne laboratoriet ved å klikke på Remote Laboratory of Optical Levitation.Deretter må du sørge for at stormaskinen på nettsiden ser slik ut og viser brukergrensesnittet til det eksterne laboratoriet. Deretter klikker du på Koble til-knappen. Hvis tilkoblingen er vellykket, endres knappeteksten til Tilkoblet.Deretter klikker du på Sporingsdråper og kontrollerer at PSD-dataene mottas. Klikk deretter på General View for å identifisere alle elementene i oppsettet: laseren, dråpedispenseren, fangstcellen og PSD. For å fange en dråpe, klikk først på Trapping dråper-knappen for å visualisere pipetten og dråpedispenserdysen.Deretter klikker du på Slå på laserknappen for å etablere tilkoblingen til laseren. Herfra angir du laserkraften rundt første kvartal av kontrollstripen, som ligger under slå på laserknappen. Vent til det grønne lyset er synlig.Hvis laseren er riktig justert, vil det bli sett et tynt grønt strålelys. Ved feil justering, vennligst kontakt vedlikeholdstjenestene som beskrevet i protokollen. Når laseren er justert, øke sin makt til tre fjerdedel av baren.Deretter klikker du på Start drops knappen for å slå på dråpedispenseren. Se webkamerabildet og vent til en blits er produsert. I det øyeblikket har en dråpe blitt fanget.Kontroller webkamerabildet på nytt, og kontroller at en dråpe levitating i midten av overlappingscellen. Trykk deretter på Stopp dråper-knappen for å slå av dråpedispenseren. Hvis du vil bestemme størrelsen på dråpen, trykker du på Skaleringsdråper og følger fremgangsmåten i del 8 i den medfølgende tekstprotokollen.For å finne belastningen for den fangede dråpen, klikk først på Sporingsdråper-visningen. Velg deretter menyen Elektrisk felt, og sett DC Electric-feltet til Null med det numeriske feltet DC Voltage. Bruk diagrammet, anslå og notere en gjennomsnittlig verdi av dråpeposisjonen og også merke lasereffekten.Nå setter du DC Electric-feltet til en verdi mellom eller 500 Volt for å få dråpen til å endre posisjonen. Når posisjonen endres, endrer du laserkraften med glidebryteren til dråpen er tilbake i sin opprinnelige posisjon og skriver ned den nye verdien av laserkraften. Til slutt bruker du Formel 2 fra den medfølgende tekstprotokollen til å beregne dråpens kostnad.Vist her er en fanget dråpe levitating. Det er mulig å se en av dråpene levitating inne i cellen i oppsettet. Den grønne fargen skyldes laseren og synet av to prikker, i stedet for en, skyldes refleksjon av dråpen på cellens glass.I dette tilfellet er det øvre punktet refleksjonen og det nedre punktet er dråpen. Det viktigste når du prøver å fange er å ha tålmodighet. En mikrometerstørrelse dråpe skal lande i en lysstråle bare litt bredere enn selve dråpen.For å få en mer nøyaktig verdi for ladingen, kan en kontrollsløyfe brukes. Mens du påfører et elektrisk felt, vil kontrollsløyfen endre lasereffekten til dråpen er tilbake i sin opprinnelige posisjon. Videre utvikling fra dette eksperimentelle oppsettet er å studere dråpekollisjoner med høyhastighetskameraer, og også å undersøke hvordan dråpen oppfører seg i et høyvakuumkammer.En klasse 4 laser brukes i dette eksperimentet. Det er viktig å ta alle sikkerhetstiltak for å beskytte personellet i laboratoriet og miljøet.

Research

JoVE Journal

Engineering

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Bygging og testing av Knappcelle av litium ion-batterier

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

Fabrikkere Metamaterials Bruke Fiber Tegning Method

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

Optisk fangst av Nanopartikler

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

Eksperimenter på Ultralyd Smøring Ved hjelp av en piezoelektrisk assistert Tribometer og optisk profilometer

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

Skrive Bragg Gitter i Multicore Fibers

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

Målingen av Ustø overflatetrykk Bruke en ekstern mikrofon Probe

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

Bruke Synchrotron Radiation microtomography å etterforske Multi-skala Tredimensjonal Mikro Pakker

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

Optisk Trap Lasting av Dielektrisk Mikropartikler i luften

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