Лабораторные работы по физике полимеров

Скачать 424.18 Kb.

Название	Лабораторные работы по физике полимеров
страница	6/8
Тип	Лабораторная работа

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Лабораторная работа

1 2 3 4 5 6 7 8

Лабораторная работа №8.
Определения динамического модуля Юнга E и тангенса угла механических потерь tgδ полимерных материалов.

Цель работы: для исследуемых полимерных материалов определить динамический модуль Юнга E и тангенс угла механических потерь tgδ.

Сущность определения E и tgδ сводится к измерению амплитуды колебаний свободного конца консольно-закреплённого стержня при изменении частоты возбуждающей силы, приложенной к другому, закреплённому концу.

Рис. 1. - Блок-схема экспериментальной установки
Блок-схема установки показана на рисунке 1. Установка состоит из исследуемого образца 1, который крепится специальным зажимом к свободному концу вибратора 2; постоянного магнита 3; катушек возбуждения 4, подключенных к генератору звуковых колебаний 5 и частотомеру 6; системы измерения температуры (термопара «хромель-алюмель» 7 и блок термостатирования 8); термокриокамеры 9, в которой имеются нагреватель 10, змеевик 11 из медной трубки, а также окно 12 для визуального наблюдения колебаний образца. Регистрация амплитуды колебаний осуществляется микроскопом со шкалой, а частоты – частотомером.

Выполнение работы

Ознакомиться с теорией эксперимента

Вырезать образец размерами (50 мм*8 мм*1 мм) из исследуемого полимерного образца и жестко прикрепить его к свободному концу вибратора

С помощью штангенциркуля определить длину незакрепленной части исследуемого образца l и его толщину d

Поместив образец в камеру, собрать, согласно рисунку, электрическую схему установки

С помощью генератора звуковых колебаний подобрать частоту, при которой будет наблюдаться наибольшая амплитуда колебаний образца, то есть резонансную частоту f_p. Аналогично фиксируются частоты f₁ и f₂, при которых амплитуда уменьшается до

от своего значения при f_p.

По известным формулам рассчитать динамический модуль Юнга

И тангенс угла механических потерь

Здесь ρ – плотность полимера, a₀ - числовой коэффициент, который для основной частоты равен 1,875.

Если есть необходимо проследить за изменением E и tgδ полимерного образца при изменении его температуры, то необходимо проделать следующее: а) на нагреватель подать заданное напряжение; б) с помощью системы 7 и 8 зарегистрировать температуру; в) провести измерения, описанные в пункте 5; г) вычислить искомые величины (см. пункт 6)

Для получения низких температур необходимо по змеевику пропустить жидкий азот.

Использование данной установки в учебном процессе помогает студентам лучше понять материал, активизирует мышление, а также развивает познавательный интерес к исследовательской работе.

Лабораторная работа №9.
Исследование качества обработки поверхностей микроинтерферометром Линника

Цель работы: ознакомиться с принципом действия и устройством микроинтерферометра МИИ - 4, исследовать глубину неровностей обработанных поверхностей.

Оборудование: микроинтерферометр Линника МИИ - 4 , исследуемые образцы.

Введение

Для изучения чистоты обрабатываемых поверхностей и измерения глубины неровностей на них В.П. Линником был предложен микроинтерферометр. Упрощенная оптическая схема микроинтерферометра Линника, изображенная на рис. 1, аналогична оптической схеме интерферометра Майкельсона.

П

учок лучей света 1 падает на полупрозрачную стеклянную пластину Р и разделяется ею на два, один из которых попадает на исследуемую поверхность П, а второй - на гладкое эталонное зеркало З₁,. После отражения эти лучи вновь соединяются на пластинке Р и выходят из интерферометра вертикально вниз. Образующаяся в результате этих лучей интерференционная картина рассматривается в окуляр Ок. Для удобства наблюдения направление интерферирующих лучей изменяется зеркальцем З₂. Луч 2 проходит пластину Р дважды вверх и вниз. Для того, чтобы устранить при этом возникающую разность хода, на пути горизонтального луча 3 устанавливается стеклянная пластинка К параллельно Р и такой же толщины. Следует учесть, что на рисунке показан только ход центральных лучей от источника. Пластинка Р освещается параллельными пучком света, а зеркало З₁ располагается к поверхности П под углом, меньшим или большим π/2 на малую величину α. В этом случае интерференционная картина имеет вид прямолинейных полос равной толщины, соответствующих воздушному клину между мнимыми изображениями зеркала З₁ и поверхности П в зеркале З2. Очевидно, что преломляющий угол такого клина равен α. Если исследуемая поверхность обработана с высокой степенью точности, то интерференционная картина будет состоять из системы светлых и тёмных полос.

Земным полосам (минимумам) соответствует оптическая разность хода лучей, равная 1/2 λ , 3/2 λ, 5/2 λ и т.д.,светлым (максимумам) — 0, λ, 2λ, 3λ и т.д. Если на исследуемой поверхности имеется бороздка глубиной 1/2 λ то, так как свет проходит бороздку дважды, возникает добавочная разность хода, равная λ. Интерференционная полоса при этом искривляется и достигает полосы, соответствующей минимуму следующего порядка (рис.2). Аналогично искривляются все интерференционные полосы, перпендикулярные этой бороздке. В этом случае наблюдаемая величина искривления будет равна а - ширине интерференционной полосы, т.е. расстоянию между полосами. Если величина искривления равна N·а, то глубина бороздки d=1/2 λN. Значение N может быть найдено как отношение величины искривления b полос к расстоянию между полосами:

(1)

Это выражение справедливо и для дробных значений N.

С помощью такого интерферометра, можно обнаружить на исследуемой

поверхности выпуклости и углубления величиной порядка 10^-7м. внешний вид микроинтерферометра МИИ-4 показан на рис. 3.

Р

ис. 3. Микроинтерферометр МИИ-4.

Образец 1 устанавливается исследуемой поверхностью вниз на предметном столике 2, и включается осветитель 3. Рукоятку 8 поворачивают так, чтобы стрелка-указатель, стояла вертикально, и вращением микроскопического винта 4 фокусирует прибор на исследуемую поверхность. Далее, поворачивая рукоятку 8 так, чтобы стрелка-указатель стояла горизонтально, включают головку объектива. В этом случае при наблюдении в окуляр 5 видны интерференционные полосы. Вращением винта 4 устанавливают микроскоп на наиболее резкое изображение полос. Тогда в поле зрения видны одновременно интерференционная картина и исследуемая поверхность. Вращая основание столика 2, добиваются того, чтобы следы обработки (бороздки) были перпендикулярны интерференционным полосам. Винтовой окулярный микрометр 7 следует развернуть так, чтобы одна из нитей перекрестия была направлена вдоль интерференционных полос. При работе в белом свете (интерференционная картина окрашена) все измерения производят по двум соседним тёмным полосам. При этом λ принимают равным 0,55 мкм. Измерения состоят из двух операций:

измерение ширины интерференционной полосы

α=N₁-N₂ , (2)

где N₁ и N₂ - отсчёты по окулярному микрометру при совмещении нити перекрестия с двумя соседними полосами;

измерение величины искривления полос

b = N₃ - N₄ , (3)

где N₃ - отсчёт по окулярному микрометру при совмещении нити окулярного микрометра с одной из полос, N₄ - отсчёт при совмещении нити с той же полосой в месте изгиба. Глубина полос вычисляется по формуле (1).

Если при определении а между полосами взять п интервалов, то формула примет вид:

(4)

Выполнение работы

1.Ознакомиться с принципом действия и устройством микроинтерферометра.

2.Получить интерференционную картину.

3.Выбрать неровность и с помощью винтового окулярного микрометра измерить значения N₁ N₂, N_3, N₄. Измерения провести для трёх различных точек исследуемой поверхности.

4.Используя формулу (4), рассчитать глубину (высоту) неровностей в исследуемых точках.

Контрольные вопросы и задания

1. Устройство , принцип действия, назначение МИИ-4. •

2.Объяснить возникновение интерференционной картины в виде тёмных и светлых полос.

3.Какова роль пластины К?

4. Как при работе с данным интерферометром повысить точность измерения?

1 2 3 4 5 6 7 8

Похожие:

	Контрольные измерительные материалы огэ по физике содержат ...		Контрольные измерительные материалы огэ по физике содержат ...
	Пробный экзамен по физике в 11 классах маоу сош №1 Содержание экзаменационной работы соответствует Федеральному компоненту государственного стандарта основного общего и среднего (полного)...		Инструкция по охране труда при выполнении лабораторных работ раздела... Данная инструкция по охране труда при выполнении лабораторных работ по молекулярной физике и тепловым явлениям в кабинете физики...
	Инструкция по охране труда при проведении лабораторных работ и лабораторного... Содержание инструктажа по тб для учащихся при выполнении плановой лабораторной работы		Инструкция по охране труда при проведении лабораторных работ и лабораторного... Содержание инструктажа по тб для учащихся при выполнении плановой лабораторной работы
	Инструкция для специалиста по физике, участвующего в проведении основного... Специалист по физике проверяет готовность аудитории к проведению экзамена: соблюдение условий безопасного труда, наличие комплектов...		Одной стороны, и Открытое акционерное общество «Ангарский завод полимеров» (оао «азп») «Ангарский завод полимеров» (оао «азп»), именуемое в дельнейшим «Заказчик», в лице Генерального директора Лубинского Игоря Васильевича,...
	Лукашик В. И. Сборник задач по физике. Для 7-8 кл общеобразоват учреждений. 28-е изд Сборник нормативных документов. Физика. /Сост. Э. Д. Днепров, А. Г. Аркадьев. М.: Дрофа, 2010. Программа основного общего образования...		Инструкция по выполнению работы Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 24–26 ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Число запишите в поле ответа...
	Лабораторный практикум по дисциплине Лабораторные работы должны выполняться в той последовательности, в которой они приводятся в данной разработке		Календарный план циклов последипломной подготовки на 2014 год № Фельдшера-лаборанты, медицинские лабораторные техники со стажем работы более 5 лет
	Российской федерации научно-методический совет по физике Г. Г. Спирин, зав кафедрой маи (ТУ), член Президиума нмс по физике, член Координационного совета по дисциплинам ен-цикла		«Поставка (с монтажом) технологического оборудования для производства... ...
	Рабочая программа по физике (базовый уровень) Ю. А. Панебратцева (Москва, «Просвещение», 2010 г.) и рабочей программы по физике предметной линии учебников «Сферы»: Д. А. Артеменков,...		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Программой предусмотрены наряду с теоретическими занятиями, занятия практического характера – лабораторные работы

Руководство, инструкция по применению

Лабораторные работы по физике полимеров

Лабораторная работа №8. Определения динамического модуля Юнга E и тангенса угла механических потерь tgδ полимерных материалов.

Лабораторная работа №9. Исследование качества обработки поверхностей микроинтерферометром Линника

Похожие:

Лабораторная работа №8.
Определения динамического модуля Юнга E и тангенса угла механических потерь tgδ полимерных материалов.

Лабораторная работа №9.
Исследование качества обработки поверхностей микроинтерферометром Линника