ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Курс саясаты мен процедурасы. 6 страница

Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 11 12 Следующая

Ақырын ағысты өнеркәсіптік плазматрондар мынадай құрылымдық схемалар бойынша жасалады (3.10-сурет):

а) доға ұзындығы өздігінен қалыптасатын схема (3.10, а - сурет).

б) электрод аралық ендірмесі (вставка) бар схема (3.10, б, в - суреттер).

в) кертпеші (уступ) бар, плазма екі жақты ағатын схема (3.10, г - сурет).

3.10 сурет – Ақырын ағысты өнеркәсіптік плазматрондардың схемалары: а-доға ұзындығы өздігінен қалыптасатын схема; б-электродтар арасында металдан жасалған сумен салқындатылатын ендірмесі бар схема; в-электродтар арасында қуысты ендірмесі бар схема; г-кертпеші бар плазматрон; 1-катод; 2-анод; 3-электрод аралық оқшауланған өндірме; 4-доға бағаны; 5-плазма түзуші газ кірісі; 6-плазма ағыны;

Бүгінгі күнде ең тиімді ақырын ағысты плазматрон ретінде доға ұзындығы белгілі плазматрондар қолданылады. Олар екі түрлі болып жасалынады: электрод аралық ендірмесі бар (ЭАЕ) және кертпеші бар. 3.11- суретте ЭДП -118 типті ЭАЕ бар плазматронның құрылымдық схемасы көрсетілген.

3.11-сурет. ЭДП-118 өнеркәсіптік плазматрон құрылымы: 1-катод; 2-анод; 3-электрод аралық ендірме; 4-іске қосу секциясы; 5-плазма жасаушы газ кіргізу бөлігі; 6-қорғаныстық газ беру бөлігі; 7-оқшаулағыш; 8-соленоид.

Балқытатын плазматрондар керамикалық тигельдерде металл балқытуға арналған ПДП – ларда көп қолданылады.

Қосымша әдебиет 4[293-299]; 5[440-449].

Бақылау сұрақтары:

1. «Плазма» термині қандай түсінік береді?

2. Плазманың негізгі қасиеттері қандай?

3. Ычтық және суық плазманың температуралары қандай болады?

4. Өнеркәсіптік плазматрондардағы плазма генераторлары деген не, олардың қандай түрлері болады?

5. Өнеркәсіптік ақырын ағысты плазматрондар схемасы қандау және олар қайда қолданылады?

№ 11 Дәріс конспекті

Дәріс тақырыбы: Спектрдің оптикалық аумағының сәуле шығаруы. Материалдардың оптикалық және жарық техникалық сипаттамалары. Жылулық, люминсценттік және амалсыз сәуле шығару. Жарық өрісінің интегралдық сипаттамалары және жарықтық вектор. Жарық және жарықтық есептеулер.

Спектрдің оптикалық аумағының сәуле шығаруы. Сәуле шығару (сәулелену) материяның электромагниттік өріс түрінде тіршілік ету формаларының бірі болып табылады.

Қозғалыстағы молекулалар мен атомдар сәуле шығару генераторлары болып есептеледі. Монохроматикалық (біртектес) сәулеленуді алу іс жүзінде мүмкін емес. Ондай сәулелену ретінде сәуле шығару көзі шығаратын толқын ұзындықтары бірдей фотондар жиынтығын алу қабылданған.

Күрделі сәулелену бірнеше монохроматикалық сәулеленулерден тұрады. Жарық техникасы оптикалық сәулеленуді, яғни толқын ұзындықтары 1 нм-ден 1 мм-ге дейінгі электромагниттік сәулеленулерді зерттейді. Бұл сәулеленулер рентген сәулесі мен радиосәулелену арасында жатыр (4.1 4.1-сурет.Электормагниттік сәулелену спектрісурет).

Материалдардың оптикалық және жарық техникалық сипаттамалары.

Сәуленің сынуы деп оның бір мөлдір ортадан екіншісіне өту кезіндегі бағытының өзгеруін айтады. Сыну заңына сәйкес түскен және сынған сәулелер сәуленің түсу нүктесінде перпендикулярмен бір жазықтықта жатады. Бұл кезде түсу бұрышының синустары і мен j арасындағы қатынас тек сәуле толқынының ұзындығына ған тәуелді және түсу бұрышына тәуелсіз болады, яғни

sin i/ sin j = n 21 (4.1)

. тұрақтысы екінші ортаның бірінші ортамен

салыстырғандағы салыстырмалы сыну көрсеткіші деп аталады. Вакууммен салыстырғандағы ортаның көрсеткіші ортаның сынуының абсолют көрсеткіші деп аталады. Ол вакуумдағы жарықтың таралу жылдамдығы мен сол ортадағы таралу жылдамдықтарының қатынасына тең:

n = с₀ / υ (4.2)

шамасы екі ортаның абсолют көрсеткіштерінің қатынасымен анықталады:

n₂₁ = n₂ / n₁. (4.3)

Шағылысу дегеніміз-объектінің сәулені оның ұзындықтары мен құрамын өзгертпей қайтаруы.

Шағылысудың мынадай түрлері болады:

а) айналық (4.3, а-сурет); б) диффуздық (4.3,б-сурет); в) аралас (4.3, в-сурет); г) бағытты-шашыраңқы (4.3,г-сурет).

4.3 сурет. Әртүрлі материалдардың жарықты шағылыстыру және өткізу түрлері

Өткізу деп жарықтың орта арқылы ешқандай өзгеріссіз өтуін айтады. Оның мынадай түрлері болады:

а) бағытталған (4.3, а-сурет);

б) диффуздық (4.3, б-сурет);

Бұл кезде сәуле ағынының жарықтылығы кеңістіктің барлық бағытында бірдей таралады. Яғни

(4.4)

Мұндағы Е_e, Е – жарық ағыны түсетін беттің сәулеленгіштігі ен жарықтылығы; L_e_τ және L_τ – энергетикалық жарықтылық және жарық ағынын өткізген беттің жарықтылығы.; τ_е және τ – орта қабатының өткізу коэффициенттері; в) аралас – при котором наблюдается частично диффузное пропускание (4.3, в-сурет); г) бағытты-шашыраңқы (4.3, г-сурет).

Жылулық, люминесценттік және амалсыз сәуле шығару. Сәуле шығаратын дененің жылу энергиясы есебінен болатын кез-келген сәулелену жылулық сәуле шығару деп аталады.

Р. Кирхгоф заңына сәйкес температуралараы бірдей денелердің энергетикалық жарқырауларының қатынасы жұтылу коэффициенттерінің қатынасына тең болады:

(4.5)

Кирхгоф заңын басқаша түрде жазуға болады. Ол температурасы бірдей денелер үшін сәулелену ағынының тығыздығы мен жұтылу коэффициенті арасындағы қатынасты көрсетеді:

(4.6)

Мұндағы М_еS(T) – Т температурасы кезінде өзіне түскен барлық сәулелерді жұтатын қара дененің (толық сәуле шығарғыш) энергетикалық жарқырауы (сәулелену тығыздығы).

Монохроматикалық сәулеленулер ағыны үшін Кирхгоф заңы мына түрде жазылады:

(4.7)

мұндағы m_e1(λ, T), …, m_en(λ, T) – Т температурасы кезіндегі λ толқын ұзындықтары яункциясындағы әрбір сәуле шығарғыштың энергетикалық жарқырауының сапектральдік тығыздығы;

α₁(λ, T), …, α_n(λ, T) – жоғарғыдай жағдайлардағы әрбір сәуле шығарғыштың спектральдік жұтылу коэффициенті;

m_eS(λ, T) –Т температурасы кезіндегі қара дененің энергетикалық жарқырауының спектральдік тығыздығы.

Кез-келген агрегаттық күйдегі дене люминесценциялана алады. Бұл кезде қоздыру энергиясы люминесценцияланатын бөлшектерге әртүрлі тәсілдермен берілуі мүмкін. Осы тәсілдерге байланысты люминесценцияның мынадай түрлері болады: фотолюминесценция, катодолюминесценция.

Люминесценция жылулық сәулеленумен салыстырғанда одан бірнеше есе артық сәлелену ретінде анықталады. Яғни оның ұзақтығы оптикалық тербелістер периодынан бірнеше есе жоғары. ( 10^-10 с).

Өрістің интегралдық сипаттамалары. Сәуле шоғырының жарықтылығы анықтамасынан жарықтылықтың нүктелер мен бағыттар функциясы болып табылатынын көруге болады. Жарықтылықтың әртүрлі бағыттар бойынша таралуын сызба түрінде көрсетуге болады. Ол үшін өрістің зерттелетін нүктесінен әәртүрлі бағыттарда сәулелер шоғырының жарықтылық мәндеріне тең кесінділер сызамыз. Жарықтылықтың барлық радиус-векторларының ұштары бойынша қандай да бір тұйық бетпен шектелген кеңістікті дене аламыз. Осындай тәсілмен анықталған дене жарықтылықтың таралу денесі деп аталады. Зертелетін нүкте арқылы өтетін, жарықтылықтың таралу денесін тік жазықтармен қиятын қима іздері жарықтылықтың таралуының тік қисықтары деп аталады.

Өрістің әрбір нүктесін сандық бағалау мүмкін болмағандықтан өрістің интегралдық сипаттамалары қолданылады.

Осындай сипаттамалар ретінде жарықтылықтың кеңістікте таралуымен анықталатын нүкте мен бағыттардың қандай да бір функцияларын қабылдауға болады. (4.4 –сурет):

(4.8)

4.4 сурет. Жарықтылықтың кеңістікте таралуымен анықталатын нүктелер мен бағыттар.

Жарықтық вектор. Оптикалық сәулеленулер өрісінде энергия тасымалдану үздіксіз жүріп жатады. Серпімді тербелістер өрісіндегі энергия тасымалдану ұғымы мен осы тасымалдануды сипаттайтын вектор туралы 1874 жылы профессор Н.А.Умов тұжырымдаған. Арадан 10 жыл өткесін (1884) Умов векторын Д. Пойнтинг қолданды.

Умов-Пойнтинг векторы өрістің электрлік және магниттік құрамдамаларының кернеулік векторларының векторлық көбейтіндісімен анықталады: Е₀=∫dЕ_N,

4.9)

Бұл вектор электромагниттік өріс энергиясының ағыны энергияның тасымалдану бағытына перпендикуляр орналасқан жазықтықтағы біріншілік аудан контуры бойынша өткендегі лездік мәнді сипаттайды. Умов – Пойнтинг векторын оптикалық сәулелену өрісіндегі энергия тасымалдануы орташаландырылған уақыт сипаттамаларымен бағаланатындықтан оны орташаландырылған мәнмен ауыстыру қажет. Осы қызмет жарық энергиясын тасымалдау тығыздығы векторы атқарады. Осы вектор жарықтық вектор депаталады. Ол өрістің кез-келген нүктесіндегі тасымалдау бағытына перпендикуляр орналасқан аудан бірлігі арқылы өткен жарық энергиясын тасымалдау векторының модулі мен бағытын анықтайды.

Жарықтық вектор модулі сәуле таралуына перпендикуляр орналасқан жазықтықтың екі жағындағы жарықтылықтың айырмасымен анықталады. dA беттің элементар бөлігі арқылы өткен жарықтық вектор ағыны жарықтық векторы ε dA бетінің векторының скляр көбейтіндісімен анықталады:

dF = ε dA = ׀ε׀ cos α dA = ε_N dA, (4.10)

мұндағы dF – беттің элементар бөлігі арқылы өтетін жарықтық вектор ағыны; ε_N – dA бетінің элементіне түсірілген нормальдағы жарықтық вектор проекциясы; α - ε векторының бағыты мен dA бетіне түсірілгеннормаль арасындағы бұрыш.

Жарық және жарықтық есептеулер.

1. Жарықталуды жарық күші бойынша есептеу. Локальді, жергілікті және сыртқы жарықтандыру кезінде қолданылады. Шартты лампыларының әрқайсысының ағыны 1000 лм болатын шамдар үшін жұмыстың беттің минимал жарықталу мәнін анықтаған соң, лампаның қажетті жарықтық ағынын есептеуге болады:

(4.11)

мұндағы Е_р’ – жарықталудың тура құрамдамасы. Ол минимум нүктесіндегі қор коэффициентін ескермей жасалған есептеумен табылған.

Шағылысу аз болатын ғимараттардағы жарықтану есептелгенде, оны тура құрамдаманың қандай да бір бөлігі μ ретінде ғана ескереді. Сонда

(4.12)

мұндағы μ≥1.

2. Жарықтық ағын бойынша жарықтануды есептеу. Жарықтандыру қондырғысын пайдалану коэффициенті (U) деп жұмыстық бетке (Ф_Р) түсетін жарық ағынының сол бөлмедегі барлық жарық көзінің (n) суммалық жарық ағынына (nФ_Л) қатынасын айтады.

(4.13)

Сол беттегі орташа жарықтану:

(4.14)

Минимал жарықталуға түзету коэффициенті.

(4.15)

Осыны ескере отырып

(4.16)

Осыдан

. (4.17)

Негізгі әдебиет 7. [ 15-16], 7. [88-89], 8. [9], 8 [105-108].

Бақылау сұрақтары:

1. Сәуле шығару генераторларының түрлері қандай?

2.Шағылысулардың қандай түрлері болады?

3.Жылулық сәулелену деген не?

4.Қолданукоэффициенті қалай анықталады?

5. Жарықтық вектор нені сипаттайды?

№ 12 дәріс конспекті

Дәріс тақырыбы: Геометриялық оптикалық негізгі заңдары, фотометрияның сметрологиялық негіздері, фотометрия әдістері, сәлелену қабылдағыштары және фотометриялық құрылғылардың оптикалық жүйелері. Сәлелену көздері.: газды разрядты, жылулық, импульстік, лазерлік.

Геометриялық оптиканың негізгі заңдары, фотометрияның метрологиялық негіздері, фотометрия әдістері, сәлелену қабылдағыштары және фотометриялық құрылғылардың оптикалық жүйелері.

Шағылысу мен сыну құбылыстарын және осы құбылыстарды аспаптар жасауға қолдануды геометриялық оптика зерттейді.

Сәулелер тура сызықты тек біртектес ортада тарайды, сыну немесе шағылысу кезінде өзінің бағытын белгілі физика заңдары бойынша өзгертеді. Жарық көздері сәуле шығаратын математикалық нүктелер түрінде қарастырылады. Шағылыстыратын немесе сындыратын беттердің дұрыс геометриялық пішіні бар деп қабылданады. Геометриялық аспаптар өздерінің қолданылуына сәйкес болады.

Оптикада бұрыштар мен кескінділерді белгілеу үшін таңбалардың мынадай ережесі қабылданған:

1.Барлық кескінділер мен бұрыштар сынғанға дейін альфавиттің кіші әріптерімен белгіленеді. Ал сынғаннан кейін сол кесінділер мен бұрыштар да сол әріптермен және жоғары жағына штрих белгісі қойылады (4.5-сурет).

2.Түзулердің кесінділері сындыратын беттен бастап саналады және олардың бағыты жарықтың таралу бағытымен бірдей болса оң, керісініше жарық бағытына қарама-қарсы болса теріс деп есептеледі. Ал жарық барлық уақытта солдан оңға қарай түседі деп қабылданған.

3. Оптикалық оське перпендикуляр кесінділер, егер олар ось бойынша жоғары бағытталса оң, төмен бағытталса теріс деп есептеледі (жарық сол жақтан түседі).

4. Сфералық беттің радиусы, егер беттің центрі бет шыңынан оң жақта орналасса оң, ал керісінше болса теріс деп қабылданады.

4.5-сурет. Сфералық бет арқылы өту кезіндегі сәуленің сыну схемасы.

5. Бұрыштар оптикалық осьтен бастап немесе сындыратын бетке түсірілген нормальдан бастап саналады. Сағат тілімен бағыттас саналатын бұрыштар – оң, қарама-қарсы бағытталатын бұрыштар – теріс болып есептеледі.

6. Графиктер мен суреттерде бұрыштар мен кесінділердің тек абсолют шамалары ғана көрсетіледі. Теріс шаманы көрсететін әріптер алдына сызбада минус таңбасы қойылады.

Фотометрия – физикалық оптика белгілі. Онда жарық көздері шығаратын кеңістік пен уақыт бойынша орташа энергетикалық параметрлер қарастырылады. Бұл параметрлер әртүрлі ортаға таралады және УФ, көрінетін және инфрақызыл диапазондарындағы денелермен әсерлеседі. Бұл кезде энергияны уақыт ұзақтығының аз (кіші) интервалдары бойынша орташалау жүргізіледі. Бірақ олар толқын ұзындығы мен электромагниттік тербелістер периодынан бірнеше есе үлкен болады.

Сәулеленуді түрлендіретін денелер сәулелену энергиясын қабылдағыштар деп аталады. Жарық техникасында кең тараған сәулелену энергиясын қабылдағыштар мыналар: адам көзі, фотоэмульсия, фотоэлементтер, люминофорлар, өсімдік жапырақтары және т.б. негізгі қабылдағыштардың салыстырмалы спектрлік сипаттамалары 4.6-суретте келтірілген.

4.6-сурет. Салыстырмалы спектрлік сипаттамалар: а-ішкі фотоэффекті бар қабылдағыштар. (1-кремнийден жасалған фотодиод; 2-германийден жасалған фотодиод; 3-селеннен жасалған фотоэлемент; 4-күкіртті—күмісті фотоэлемент; б-электровакуумдық фотоэлементтер және әртүрлі фотокатодтары мен кірістік терезелерінің материалдары бар фотоэлектрондық көбейткіштер (1-теллурий-рубийдиден жасалған фторлы магний терезесібар; 2-сурьма-цезийлік-кварц; 3-оттегі-күміс-цезийлік-әйнек; 4-мультисілтілік-әйнек; 5-арсенид-галийлік-әйнек).

Сәуле шығару көздері: газды разрядтық, жылулық, импульстік, лазерлік.

Сәуле шығарудың негізгі көзі сәуле шығарғыш дененің жылу энергиясы болатын кез-келген сәулеленулер жылулық сәулелену деп аталады. Жылулық сәуле шығарғышқа сәулелену энергиясы мен қоршаған ортаға кеткен жылу шығындарының орнын толтыру үшін (конвекция және жылу берілісі) берілетін энергия әртүрлі пішінде болуы мүмкін. Фотометрияда жарықтық шамалар өлшенеді. Импульстік сәуле шығарғыштар тек көзбен өзара әсерлесу кезінде қолданып қана қоймай, сонымен бірге импульстік фотометрияда энергетикалық параметрлерді өлшеу әртүрлі шектелген спектральдік интервалдарда жүргізіледі. Ол үшін өте дәл спектрлік жұтылғыштар мен сәулеленудің инерциясыз селективті емес қабылдағыштар қажет.

Импульстік лампалардың сәулелену сипаттамаларын өлшеу кезінде жарқырайтын дененің әртүрлі бөліктері үшін сәулелену импульстарының пішіні мен ұзақтығы бақылау бағытына және толқын ұзындығына тәуелді болатындығын ескеру қажет. Мысалы, шар түріндегі импульстік лампалар мен газды разрядты лампаларда импульстар ұзақтығы мен пішіндері сан алуан болады.

Лазерлер. Лазерлер мынадай бірегей қасиеттері бар оптикалық сәулелену генераторы болып табылады:

1) кеңістік пен уақыттағы жоғары когеренттілік;

2) өте жіңішке (тар) бағыттылық 0,4-ке дейін таралу;

3) қуаттың үлкен концентрациясы (10¹¹ Вт/см² үздіксіз режімде, 10-18 Вт/см² импульсте);

4) монохроматикалану дәрежесі жоғары (Δλ= 10 -9; λ=500 нм кезде);

5) өте аз көлемдерде (λ³ шамасында) фокусталу қабілеті;

Алғашқы лазерлер 1960 жылы жасалған. Ол үш негізгі бөліктен тұрады: сәуле шығарғыш, толтыру (накачка) жүйесі және қорек көзі. Сонымен бірге лазерлерде көмекші құрылғылардан тұрады. Олар қалыпты жұмыс пен лазерлік сәулені басқаруды қамтамасыз етеді.

Сәуле шығарғыш толтырылған энергияны лазер сәулесіне түрлендіруге арналған. Оның оптикалық резонанстарға орналастырылған бір немесе бірнеше лазерлік элементтері болады. Актив элемент сәуле шығарғыштың негізгі функционалдық бөлігі болып табылады. Онда лазерлік зат болады. Онда лазерлік зат газ, сұйық және қатты күйде болуы мүмкін. Осыған байланысты лазерлердің мынадай түрлері болады: 1) газдық; 2) сұйықтық; 3) қатты денелік; 4) жартылай өткізгіштік лазерлер. Оптикалық резонаторда шағылыстыру, сындыру, фокустеуші және т.б. Оптикалық элементтер жүйесі орналастырылған. Олар арасындағы кеңістікте оптикалық сәулеленудің электромагниттік өрісінің белгілі бір тербеліс түрлері қоздырылады.

Лазерлердің жұмыс режімі үзіліссіз, импульстік болады. Импульстікжұмыс режімі импульстік-периодты (импульстардың үздіксіз сериясын береді) және импульстік (жеке импульстер береді болып екіге бөлінеді.

Лазер түрлері. Газдық лазерлер толқын ұзындықтарының кең дипазонында - 100 нм-ден 1,2 мкм-ге дейін сәуле бере алады. Олардың айырылысу бұрыштары аз, монохроматикалығы үлкен және жиілігі орнықты болады.

Гелий-неоны лазер диаметрі 1-5 мм, ұзындығы 0,3-2 м әйнектен жасалған түтікше түрінде болады. Ол гелий мен неонның қоспасына толтырылған. Индукцияланған сәулелену спектрдің инфрақызыл (1,15 мкм шамасында)аумағында пайда болады.

СО₂ мен жасалған молекулярлық лазерлер инфрақызыл аумақтағы ең қуатты сәулелену генераторы болып есептеледі және олардың ПӘК-і жоғары болады.

4.7-сурет. Иондық (аргондық) лазер сәуле шығарғышының схемасы (тік кесіндісі):

1-катод; 2-разрядтық капилляр; 3-магниттер; 4-анод; 5-терезелер; 6-сыртқы

оптикалық резонатор айнасы; 7-капиллярды салқындататын сұйықтыққа арналған

кіріс пен шығыс; 8-аргон циркуляциясына арналған түтікше.

Жартылай өткізгішті лазерлердің (ЖӨЛ) мынадай ерекшеліктері бар: сәулелендіру аумағы өте аз (0,1-2 ммх10 мкм), жоғары ПӘК (50-60 %), аз қуат, аз когеренттілік, бағыттылық (1-6⁰) және сәуленің монохроматикалығы (5 нм шамасында). ЖӨЛ негізінен импульстік режімде және төмен температураларда жұмыс істейді.

Сұйықтық лазерлерде газды және қатты денелі лазерлердің артықшылықтары біріктірілген. Олардың активаторларының тығыздығы үлкен болады. Олардың көмегімен талап етілген пішіндегі актив заттардың үлкен көлемі жеңіл жасалады және қасиеттері мен құрамы бойынша ұқсас болады. Циркуляция салқындату проблемасын шешді және сұйықтықты жаңартып отырады.

Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 11 12 Следующая