P5.6.3 Pomiary elektrycznie modulowanego sygnału – Leybold

Zapytaj o produkt +
Kategoria: Tagi: , , ,

Opis

 

P5.6.3.1 Określenie prędkości światła za pomocą okresowego sygnału świetlnego na krótkim

dystansie pomiarowym.

P5.6.3.2 Określanie prędkości światła w różnych materiałach.

P5.6.3.3 Określenie prędkości światła za pomocą okresowego sygnału świetlnego wysyłanego na krótką odległość. Pomiar za pomocą laserowego czujnika ruchu S oraz CASSY.

P5.6.3.4 Określanie prędkości światła różnych rozchodzących się mediów. Pomiar za pomocą laserowego czujnika ruchu oraz CASSY
 

Wyznaczając prędkość światła elektronicznie modulowanym sygnałem, dioda LED pulsująca z częstotliwością 60 MHz jest używana jako nadajnik światła. Odbiornikiem jest fotodioda przetwarzająca sygnały światła na 60 MHz napięcie AC. Przewód połączeniowy przesyła sygnał odniesienia do odbiornika, który jest zsynchronizowany z sygnałem nadajnika i jest w fazie z nim na początku pomiaru. Odbiornik jest następnie przemieszczany o odległość pomiarową Ds, aby odbierany sygnał był przesunięty w fazie o dodatkowy czas przejścia Dt sygnału światła.
 

?? = 2ð ⋅ f1 ⋅ ?t where f1 = 60 M
 

Alternatywnie, ośrodek o większym współczynniku załamania może być umieszczony na drodze wiązki. Mierzony czas przejścia jest zwiększany za pomocą elektronicznego “triku”. Odbierany sygnał i sygnał odniesienia są mieszane ze sobą (mnożone) z sygnałem 59.9 MHz

Przed podaniem na filtr częstotliwościowy przepuszczający tylko niskie częstotliwości z różnicą częstotliwości f1 – f2 = 0.1 MHz. Mieszanie to nie ma wpływu na przesunięcie fazowe; jednakże, to przesunięcie fazowe jest teraz dla czasu przejścia Dt’ zwiększonego o czynnik
 

W doświadczeniu P5.6.3.1, pozorny czas przejścia Dt’ jest mierzony w funkcji odległości pomiarowej Ds. oraz prędkość światła w powietrzu jest obliczana zgodnie ze wzorem

Doświadczenie P5.6.3.2 wyznacza prędkość światła w różnych ośrodkach propagacji.
 

Doświadczenie to wymaga następujących akcesoriów, rury 1 m z dwoma okienkami na końcach, do wypełniania wodą, szklanej celki 5 cm do innych cieczy oraz 5 cm bloku ze szkła akrylicznego.

 

Nowoczesne mierniki odległości używają okresowo modulowanych wiązek laserowych do pomiaru. Wyznaczają przesunięcie fazowe pomiędzy emitowaną i odbitą modulowaną wiązka lasera i ze znaną częstotliwością modulacji, uzyskują czas lotu t światła na drodze do i od odbłyśnika. Później mierniki odległości obliczają odległość przy pomocy znanej prędkości światła.

W doświadczeniu P5.6.3.3, laserowy czujnik ruchu S jest używany jako miernik czasu lotu ponieważ jest także zdolny do podawania bezpośrednio czasu lotu t. Proporcjonalność pomiędzy odległością i czasem lotu światła jest potwierdzona i prędkość światła jest obliczona.

W doświadczeniu P5.6.3.4 woda i szkło akryliczne o grubości d są umieszczone w drodze wiązki i mierzony jest wzrost czasu lotu Dt. Z prędkością światła c w powietrzu zmierzoną w doświadczeniu P5.6.3.3, można wyznaczyć prędkość światła cM w materii:
 
Ostatecznie, wyznaczany jest współczynnik załamania n zgodnie z 
 

 

Marka

Leybold

Firma produkuje zestawy edukacyjne do kształcenia akademickiego oraz szkolenia zawodowego z zakresu fizyki, chemii, biologii oraz elektroniki, elektrotechniki, automatyki, telekomunikacji, maszyn elektrycznych, odnawialnych źródeł energii i fotoniki, jest częścią grupy LD Didactic.

Podobne produkty