Третий опыт с инерционными электронами

[VPD]

Что бы устранить колебательный характер измерительного контура я поставил последовательный резистор и снизил добротность контура до Q = 4
 А затем  Q сделал меньше единицы.
  Апериодический характер сигнала на последней осциллограмме позволяет лучше понять форму импульса тока, заряжающего входную ёмкость осциллографа 30 пФ и кабеля длиной 1,2м.

[VPD]

...
Итого, индуктивность контура \(L=538\) нГн, а емкость \(C=125\) пФ. Тогда частота колебаний составит \(f=1/(2\pi\sqrt{LC})\), т.е. 19,4 МГц.

   Спасибо за ваш расчёт.
 Сейчас у меня медный виток того же диаметра, на сечением 65 кв. мм
 Поэтому частота возросла и стала 25МГц.
  Вообще то эта частота уже не актуальна, поскольку измерительный контур я сделал апериодическим с помощью последовательного с витком резистора r =1 кОм.
 Есть потеря амплитуды, но эту потерю можно учесть.

[Семенец Ю.Л.]

Радиус витка \(R=0{,}08\) м, радиус провода витка \(r=0{,}003\) м. Следовательно, индуктивность витка \(L_1=\mu_0 R(\ln(8R/r)-2)\) составляет 338 нГн, а емкость \(C_1=4\pi\varepsilon_0 \pi R/\ln(8R/r)\) составляет 5,2 пФ.

Длина кабеля один метр. Погонная емкость где-то 80 пФ на метр. Т.е. емкость кабеля можно взять \(C_2=80\) пФ. Поскольку кабель 50-омный, то его индуктивность \(L_2=200\) нГн.

Входную емкость осциллографа возьмем \(C_3=40\) пФ.

Итого, индуктивность контура \(L=538\) нГн, а емкость \(C=125\) пФ. Тогда частота колебаний составит \(f=1/(2\pi\sqrt{LC})\), т.е. 19,4 МГц.

\(L_1=\mu_0 R(\ln(8R/r)-2)= 538нГн\)

Похоже у Вас опечатка есть. L₁ - уже 538 нГн

[Олег Владимирович Лавринович]

Что бы устранить колебательный характер измерительного контура я поставил последовательный резистор и снизил добротность контура до Q = 4
 А затем  Q сделал меньше единицы.
  Апериодический характер сигнала на последней осциллограмме позволяет лучше понять форму импульса тока, заряжающего входную ёмкость осциллографа 30 пФ и кабеля длиной 1,2м.

Разумно. Но как же нужен штатный щуп! Все красиво и укладывается в парадигму. Кроме длительности фронта.  Почему он такой короткий?

[VPD]

Разумно. Но как же нужен штатный щуп! Все красиво и укладывается в парадигму. Кроме длительности фронта.  Почему он такой короткий?

  Щуп я найду. Но это ничего не изменит. Будет просто более высокочастотный "звон".

[Дробышев]

Спасибо за ваш расчёт.

Пожалуйста.

Механизм возникновения высокочастотных колебаний для меня все же остается неясным. Механическая аналогия. Если резко ударить молоточком по камертону, он зазвучит. Но если камертон постепенно нагружать в течение, скажем, 10 с, а затем столь же медленно снимать нагрузку, звучать он не будет.

[Дробышев]

Похоже у Вас опечатка есть. L1 - уже 538 нГн

Проверил - для L₁ получается по-прежнему 338, а не 538 нГн.

[Олег Владимирович Лавринович]

   Спасибо за ваш расчёт.
 Сейчас у меня медный виток того же диаметра, на сечением 65 кв. мм
 Поэтому частота возросла и стала 25МГц.
  Вообще то эта частота уже не актуальна, поскольку измерительный контур я сделал апериодическим с помощью последовательного с витком резистора r =1 кОм.
 Есть потеря амплитуды, но эту потерю можно учесть.

неплохо бы измерительный кабель пропустить через ферритовое кольцо из вч феррита .  делав 2-5 витков

[VPD]

...
 Но если камертон постепенно нагружать в течение, скажем, 10 с, а затем столь же медленно снимать нагрузку, звучать он не будет.

Всё верно. Но где вы у меня обнаружили такой процесс.
   Здесь только один удар - и всё. Далее интервал до полного исчезновения "звона".

[Олег Владимирович Лавринович]

  Щуп я найду. Но это ничего не изменит. Будет просто более высокочастотный "звон".

Вч звон непонятен. И подозрительно, что частота с алюминиевым витком тоже была 25 мгц.

[Олег Владимирович Лавринович]

Здесь только один удар - и всё. Далее интервал до полного исчезновения "звона".

Время механического удара мягкой относительно пластмассы и без отскока   не может быть 10 наносекунд. Удар ,с точки зрения электроники, тоже самое, что медленное нажатие и медленное отпускание молоточка к  камертону.  Длительность в диапазоне миллисекунд ,никак, не микро и, тем более, не  нано . Я вас про фронт удара уже несколько раз спрашиваю. Кроме прочего сам удар о упор ,еще не все. Изгибная деформация пластика со скоростью не более 100 м/секдойдет до диска ,деформирует его и передастся кольцу. Это не менее 0,2м/100=2 миллисекунд. только тогда начнется ускорение кольца , которое, тоже не пушинка 

[Дробышев]

Но где вы у меня обнаружили такой процесс.
   Здесь только один удар - и всё. Далее интервал до полного исчезновения "звона".

Продолжительность удара значительно дольше периода электромагнитных колебаний. В частотном спектре ударной деформации практически отсутствуют частоты порядка 20 МГц - они гораздо ниже.

[Семенец Ю.Л.]

Проверил - для L₁ получается по-прежнему 338, а не 538 нГн.

 Подскажите пожалуйста где я ошибаюсь.

[VPD]

Вч звон непонятен. И подозрительно, что частота с алюминиевым витком тоже была 25 мгц.

   В обоих случаях одинаковая ёмкость и почти одинаковые индуктивности.
  У алюминиевого витка 20 МГц, у медного 25 - МГц.

[Дробышев]

Подскажите пожалуйста где я ошибаюсь.

Вы ошибочно поставили двойку под знак логарифма.

[Семенец Ю.Л.]

Вы ошибочно поставили двойку под знак логарифма.

Спасибо большое.
Понял.
Извиняюсь за то, что побеспокоил.

[Дробышев]

Спасибо большое.

Пожалуйста.

[Семенец Ю.Л.]

противоречий нет. но период колебания колокола соизмерим с длительностью механического воздействия. А в данном  случае, наблюдаем резонансные колебания далеко за гранью возможностей возбуждения.
удар медленный , а колебания непойми чего очень высокочастотные.

удар медленный , а колебания непойми чего очень высокочастотные.

Вещество состоит из атомов и межатомных связей.
Система связей  -  это «каркас»  вещества, в «коконах» которого находятся атомы. 
При ударе, и не только, контактируют межатомные  связи (стоячие волны).
Например, алюминий, среднее расстояние между атомами 2,55 х 10^-10 м,
что соответствует частоте 1,18 х 10¹⁸ Гц.
Взаимодействие происходит не только между ближайшими атомами,
поэтому набор частот может иметь очень широкий диапазон.
Поэтому контакт,  может сопровождаться вибрациями на разных частотах.
Вибратор находит свое. 

[Олег Владимирович Лавринович]

что соответствует частоте 1,18 х 1018 Гц.

Это частота соответствует рентгену. Для ее возбуждения у алюминия нет энергии. удар тут, ифузория -туфелька на фоне синего кита.  на фоне землетрясения . нет энергии и для 25 мегагерц.

Поэтому контакт,  может сопровождаться вибрациями на разных частотах.
Вибратор находит свое.

  Рази , в процессе механической деформации что- резкое происходит в веществе, типа , ломаются кристаллы, происходит скачком фазовый переход. То бишь нелинейность появляется, тогда в спектре появляются вч составляющие. но чем выш номер гармоники, тем слабее. Если речь идет о стотысячной гармонике, то сам пониаешь, мало шансов ее обнаружить.

Вибратор находит свое.

Да, резонансный  фильтр выбирает и звенит , то для этого его добротность должна быть далеко за тысячу. а так, размажется энергия и рассеется. Как понимаешь, ничего подобного в рассматриваемом опыте не происходит.

[Олег Владимирович Лавринович]

Апериодический характер сигнала на последней осциллограмме позволяет лучше понять форму импульса тока, заряжающего входную ёмкость осциллографа 30 пФ и кабеля длиной 1,2м.

от объяснения малой длительности фронта апериодичность  не спасает. Наоборот, замыливает.