Установка для изучения зависимости показателя преломления воздуха от давления

Номер патента: U 5093

Опубликовано: 28.02.2009

Автор: Косарев Валерий Михайлович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУХА ОТ ДАВЛЕНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина(72) Автор Косарев Валерий Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина(57) Установка для изучения зависимости показателя преломления воздуха от давления,содержащая интерферометр с двумя стеклянными кюветами, резиновую грушу в корпусе,сжимаемую путем вкручивания винта, расположенного на этом корпусе, соединенную с одной из кювет интерферометра резиновой трубкой, открытый водяной -образный манометр, измеряющий давление воздуха в этой кювете, блок питания лампочки интерферометра, отличающаяся тем, что в качестве интерферометра используется шахтный интерферометр, изначально предназначенный для контроля содержания метана в рудничном воздухе.(56) 1. Физический практикум. Электричество и оптика / Под ред. проф. В.И. Ивероновой. М. Наука, 1968. - 816 с. 2. Лабораторные занятия по физике / Под ред. Л.Л. Гольдина. - М. Наука, 1983. - 704 с. 3. Праграмы для вышэйшых навучальных устано. Спецыяльнасць П. 01. 02. 00. Фзка. - Мн., 2001. 4. Ландсберг Г.С. Оптика. - М. Наука, 1976. - 928 с. Установка предназначена для использования в лабораторном практикуме по общей физике при изучении тем интерферометры, показатели преломления газов и методы их измерения, поляризуемость молекул и методы ее измерения для газов. Известны аналоги предлагаемой модели 1, 2. Однако в них в качестве интерферометра, с помощью которого измеряется показатель преломления воздуха при различных давлениях, используется либо интерферометр Рэлея ИТР-1, либо интерферометр Жамена типа ИЗК-453. Интерферометр ИТР-1 - это труба диаметром 0,15 м и длиной 2 м, имеется легкий доступ к измерительным стеклянным кюветам. Интерферометр ИЗК-453 имеет размеры 0,5 м,массу несколько десятков килограммов, измерительные стеклянные кюветы и пластины открыты, требует сложных настроечных операций. Все это приводит к тому, что установки, построенные на их основе, используются только в специальном физическом практикуме, через который проходят студенты только определенных специальностей. Задача, решаемая при создании данной полезной модели, заключается в создании установки для измерения зависимости показателя преломления воздуха от давления и расчета усредненной поляризуемости молекул воздуха, которую можно было бы использовать в лабораторном практикуме по общей физике для студентов физических факультетов университетов. Соответствующие вопросы включены в программу по общей физике, раздел Оптика 3. Для этого установка должна быть компактной, не требовать сложных настроечных операций, могущих изменить неконтролируемым образом параметры измерительных элементов (стеклянных кювет, пластин), не допускать случайных их повреждений. Для решения поставленных задач в качестве интерферометра был использован шахтный интерферометр типа ШИ-11 (тип интерферометра может быть любым, подходят все выпускаемые промышленностью), изначально предназначенный для контроля концентрации метана в рудничном воздухе. Шахтный интерферометр - это компактный переносной прибор, размер которого 0,10,040,15 м 3, все измерительные элементы которого защищены корпусом и к которым нет доступа, не требующий настроечных операций (все настроечные операции производятся заводом-изготовителем). Исключение - настройка окуляра, через который наблюдают интерференционную картину, величина смещения которой, выраженная в числе интерференционных полос , определяется изменением показателя преломленияв одной из кювет интерферометра, вызванным изменением концентрации метана в воздухе, закачиваемом в эту кювету. Суть настройки окуляра вращать его оправу, пока картина не станет четкой. В нашем случае изменение показателя преломления воздухав одной из кювет осуществляется путем изменения в ней давления на величину р. Как показывают простые расчеты 4,2,(1) где- усредненная поляризуемость молекул воздуха, - постоянная Больцмана,Т- абсолютная температура воздуха. 2 50932009.02.28 р измеряется -образным манометром 6 (фигура),- шахтным интерферометром 1 по величине смещения интерференционной картины, выраженной в числе полос . Величиныисвязаны между собой формулой 4 где- длина волны света,- длина кюветы. Поскольку интерференционная картина наблюдается в белом свете (в интерферометре в качестве источника света используется лампочка накаливания), то ее полосы, исключая максимум нулевого порядка, окрашены. Глаз без светофильтра четко различает максимумы красного и зеленого цвета. Поэтому можно следить за смещением, например, красного максимума, беря значение 630 нм. Из формулы (1), измериви р, зная , можно рассчитать величину усредненной поляризуемости молекул воздуха . Общий вид установки представлен на фигуре. Установка состоит из шахтного интерферометра 1 заводского изготовления, изначально предназначенного для контроля концентрации метана в рудничном воздухе, укрепленном на вертикальной металлической стойке 2, которая вкручивается в плиту-основание 3,блока питания 4, вырабатывающего переменное напряжение 3,5 В, необходимого для запитки лампочки, находящейся внутри интерферометра, резиновой груши в металлическом корпусе 5, соединенной с одной из камер интерферометра резиновой трубкой, и которая может сжиматься путем вкручивания винта на ее корпусе, изменяя давление в этой камере, -образного открытого водяного манометра 6, измеряющего это давление. Медленно вращая винт на корпусе груши, мы изменяем давление в одной из двух камер интерферометра, а следовательно, плотность воздуха в ней и его показатель преломления. Это приводит к смещению интерференционной картины, имеющей вид прямых полос, которую наблюдаем через окуляр интерферометра. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: G01N 21/41

Метки: воздуха, показателя, давления, преломления, зависимости, установка, изучения

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/3-u5093-ustanovka-dlya-izucheniya-zavisimosti-pokazatelya-prelomleniya-vozduha-ot-davleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Установка для изучения зависимости показателя преломления воздуха от давления</a>

Похожие патенты