Главная | Обратная связь

Приборы и оборудование

Измеритель УД2-12. Пьезопреобразователи на 1.25, 2.5 и 5 МГц. Исследуемые образцы из стекла, алюминия и оргстекла. Линейка и штангенциркуль.

Выполнение работы

Измерения проводятся импульсным методом «на отражение» на частотах 1.25, 2.5 и 5 МГц. Перед проведением измерений студент знакомится с оборудованием и работой измерительного прибора УД2-12.

Ход работы:

1. Измерить длины образцов штангенциркулем (линейкой);

2. Включить прибор и дать ему согреться (3-5 мин);

3. Выбрав один из образцов, измерить амплитуды нескольких отраженных импульсов последовательно меняя пьезопреобразователи для частотот 1.25, 2.5 и 5 МГц;

4. Повторить пункт 3 для других образцов;

5. Рассчитать коэффициенты затухания α ультразвука в образцах на разных частотах. По полученным результатам определить зависимость коэффициента затухания α от частоты.

 

Контрольные вопросы: Механические колебания и волны. Акустические волны. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение. Плоская, сферическая и цилиндрическая волны. Распространение ультразвука в твердом теле. Скорость звука. Блок-схема измерительной установки. Уравнение плоской ультразвуковой волны с учетом затухания. Факторы влияющие на затухание волны. Методы измерения коэффициента затухания ультразвука. Аппаратура для измерения скорости.

Лабораторная работа №3

Определение удельной магнитной восприимчивости веществ

Цель работы: Измерить уход частоты генератора для различных образцов и определить магнитную восприимчивость материала. [1], [2], [6], [8].

Введение.

Опр. Радиоспектроскопия – раздел физики, в рамках которого исследуются переходы между энергетическими уровнями квантовой системы, индуцированные электромагнитным излучением радиодиапазона (3кГц – 6000ГГц, длина волны от до ).

Радиоспектроскопия возникла в экспериментах с молекулярными и атомными пучками. Сейчас эти методы распространены на вещества в газообразном, жидком и твердом состоянии.

Отличия и достоинства радиоспектроскопии от оптической и ИК-спектроскопии:

а) Благодаря малым частотам и малым энергиям квантов в радиоспектроскопии исследуются квантовые переходы между близкорасположенными уровнями энергии. Это даёт возможность изучать такие взаимодействия в веществе, которые вызывают очень малые расщепления энергетического уровня, незаметные для оптической спектроскопии. В радиоспектроскопии исследуются вращательные уровни; зеемановское расщепление уровней электронов и атомных ядер во внешнем и внутреннем магнитных полях (микроволновая спектроскопия, ЭПР, ЯМР); уровни образованные взаимодействием квадрупольных моментов ядер с внутренними электрическими полями (ЯКР) и взаимодействием электронов проводимости во внешнем магнитном поле. В магнитоупорядоченных средах наблюдается резонансное поглощение радиоволн, связанное с коллективным движением магнитных моментов электронов (ферромагнитный и антиферромагнитный резонансы).

б) Естественная ширина спектральных линий в радиодиапазоне очень мала ( ~ ). Наблюдаемая ширина обусловлена различными тонкими взаимодействиями в веществе. Анализ ширины и формы линий позволяет количественно оценивать эти взаимодействия, при этом ширина и форма линий в радиоспектроскопии может измеряться с очень большой точностью.

в) Измерение длины волны, характерное для оптической спектроскопии в радиоспектроскопии заменяется измерением частоты , что обычно осуществляется радиотехническими методами с очень большой точностью. Это позволяет измерять тонкие детали спектров, связанные с малыми сдвигами уровней системы, участвующих в поглощении радиоволн.

 

Оптическая накачка позволяет радиоспектроскопии исследовать такие явления как многофотонные процессы, параметрический резонанс и др., связанные с различными проявлениями взаимодействия радиочастотных полей с веществом. Нелинейная радиоспектроскопия исследует отклик атомной системы на воздействие сильного радиочастотного поля.

Методы измерений.

Исследуемое вещество помещают в радиочастотное поле, амплитуду которого измеряют в резонансе и без него. Разность амплитуд определяет коэффициент поглощения энергии в образце. Обычно используют стоячую волну в объемном резонаторе (ЯМР, ЯКР, ЭПР, ЦР) или же бегущую волну в радиоволноводе.

Методами радиоспектроскопии можно определять структуру твердых тел, жидкостей, молекул, магнитные и квадрупольные моменты атомных ядер, симметрию поля окружения, валентность ионов, электрические пи магнитные свойства атомов, молекулы радикалов и т.д. Методы радиоспектроскопии применяются для качественного и количественного анализа веществ.

В радиоспектроскопии впервые наблюдалось вынужденное излучение, что привело к созданию квантовых генераторов и усилителей в радио диапазоне и оптическом диапазоне.