Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Дилатометрия интерференционная
Измерение малых изменений размеров или объема тел под влиянием внешних воздействий с помощью интерференционных оптических систем

Анимация

Описание

Дилатометрия интерференционная - это метод исследования твердых и реже жидких тел, основанный на точном измерении с помощью различных интерференционных оптических систем размеров и реже объема тел под влиянием внешних воздействий, например изменения температуры, электрического поля, магнитного поля. Твердые тела под влиянием внешних воздействий изменяют свои размеры и объем. Жидкие тела изменяют только объем; для исследования изменения объема жидкости необходим тщательный учет изменения размеров сосуда, содержащего жидкость. Разработано несколько простых и очень точных (4 - 5 знаков) методов экспериментального определения изменений размеров твердых тел под влиянием внешних воздействий с помощью приборов - интерференционных дилатометров, в которых в соответствии с изменением длины образца изменяется интерференционная картина, по изменениям которой и определяют изменение длины образца.

Чаще всего интерференционную дилатометрию используют для изучения расширения тел при нагреве в широких температурных диапазонах. Получаемые данные важны для предсказания размеров детали и напряжений в ней при нагреве. Однако чаще всего по измеренной зависимости длины образца вычисляют коэффициент теплового расширения a. Значения a дают информацию о точности гармонического приближения для описания процессов колебаний атомов в данном веществе при разных температурах, что важно для развития теории твердых тел. Кроме того, любая перестройка структуры вещества, любое изменение сил взаимодействия в веществе изменяют a. Поэтому интерференционная дилатометрия и точное измерение a(T) широко используется в физике и технике как простой метод определения температур фазовых переходов, подбора оптимальных термообработок, контроля состава и качества материалов и т. д.

Изучаемое методом интерференционной дилатометрии изменение размеров тел под влиянием внешнего электрического или магнитного поля (соответственно электрострикция или магнитострикция) сложным образом зависит от многих причин, а именно: атомно-кристаллического строения веществ, гистерезиса свойств (в ферромагнетиках), анизотропии кристаллов (часто знак эффекта зависит от направления в кристалле) и т.д. Дилатометрию интерференционную используют и как эффективный метод исследования электрических и магнитных явлений.

Временные характеристики

Время инициации (log to от 1 до 8);

Время существования (log tc от 1 до 15);

Время деградации (log td от 1 до 3);

Время оптимального проявления (log tk от 2 до 5).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Дилатометрах интерференционного типа

Дилатометрические исследования проводят с помощью приборов интерференционных дилатометров различных типов, непосредственно измеряющих изменения длины изучаемого образца.

В дилатометрах интерференционного типа используют систему зеркал, перемещающихся при изменении длины тела и изменяющих интенсивность интерференционной картины, по которой и определяют изменение длины тела с погрешностью 10-(7-8) м (в 5 - 50 раз меньшей длины световой волны). Часто используют интерферометр, аналогичный интерферометру Майкельсона, одно из зеркал которого неподвижно, а второе перемещается в соответствии с изменениями длины образца.

Схема дилатометра интерференционного типа приведена на рисунке 1.

 

Схема дилатометра интерференционного типа

 

 

Рис. 1

 

Интерферометр Майкельсона используется для регистрации малых перемещений конца образца 11, закрепленного на детали 12 в печи (штриховой прямоугольник). В интерферометре Майкельсона источник монохроматического света 1 формирует плоскопараллельный пучок света 2, который падает на полупрозрачное зеркало 3 и разделяется на два когерентных пучка, идущих по разным направлениям. Один из них - пучок 4 - отражается от неподвижного зеркала 5, после чего возвращается назад и, пройдя полупрозрачную пластину 3 как пучок 8 попадает в детектор 9. Второй из них - пучок 6 - отражается от подвижного зеркала 7, после чего возвращается назад и, отразившись от полупрозрачной пластины 3 как пучок 8' попадает в детектор 9. Перемещения подвижного зеркала 7 осуществляется через толкатель 10 в соответствии с изменениями длины образца 11, жестко закрепленного на детали 12 в печи. При изменении температуры образца меняется его длина и подвижное зеркало перемещается как показано красными стрелками. От такого перемещения изменяется оптическая разность хода лучей света 4 и 6, и меняется интенсивность света, регистрируемая детектором. При смещении зеркала 7 на четверть длины световой волны дополнительная оптическая разность хода, равная удвоенному смещению зеркала 7, изменится на половину длины волны, а интенсивность - от максимальной до минимальной. Таким образом удается регистрировать малые смещения на доли световой волны, то есть на десятые и сотые доли микрометра.

Применение эффекта

Определение температур фазовых превращений, ответственных за формирование физических свойств материала при его термообработке. В этом случае фазовое превращение приводит как правило либо к изменению линейного размера образца, либо к другой скорости изменения линейного размера при изменении температуры, что регистрируется дилатометром.

Изучение процессов теплового расширения, магнитострикции и электрострикции дилатометрическими методами. В этом случае дилатометрия используется для определения удлинения образца под влиянием вышеперечисленных внешних воздействий.

Литература

 1. Савельев И.В. Курс общей физики.- М.: Наука, 1978.-  Т.2. Электричество и магнетизм, волны, оптика.- С.480.

 2. Материаловедение. Учебник для ВТУЗов / Под. ред. Б.Н. Арзамасова.- М.: Машиностроение, 1986.- С.384.

 3. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978.- С.790.

Ключевые слова

  • измерение размеров тел
  • интерференционные системы
  • интерферометры
  • внешние воздействия
  • тепловое расширение тел
  • магнитострикция
  • электрострикция

Разделы областей техники и экономики:

Машиностроение
Металлургия
Приборы для измерения механических величин

Формализованное описание Показать