Третий опыт с инерционными электронами

[Олег Владимирович Лавринович]

Эта совершенно не предсказуемая ситуация. Требуется упругий элемент типа рессоры
с известной упругостью.

Нужно исхитриться и поставить пьезодатчик ускорений при ударе. Все прочее, косвенное.

[Ost]

Нужно исхитриться и поставить пьезодатчик ускорений при ударе. Все прочее, косвенное.

Пьезодатчик не требуется, если определять деформацию.
Он не даёт теоретической точности даже приблизительно.

[VPD]

Нужно исхитриться и поставить пьезодатчик ускорений при ударе. Все прочее, косвенное.

Странное предложение.  Давно стоит.
 Вот как интерпретировать результат?
  Может возьмётесь?
  Жёлтый луч на осциллограммах - это напряжение на пьезо датчике в 40 мм от точки удара.

[VPD]

Пьезодатчик не требуется, если определять деформацию.
Он не даёт теоретической точности.

Как измерить мгновенную деформацию?

[Ost]

Как измерить мгновенную деформацию?

Не мгновенную, а интегральную за время взаимодействия.
Если известна упругость ударного элемента, скорость удара,
масса элементов конструкции, можно рассчитать деформацию
при ударе.

[VPD]

Не мгновенную, а интегральную за время взаимодействия.
Если известна упругость ударного элемента, скорость удара,
масса элементов конструкции, можно рассчитать деформацию
при ударе.

Расчёт - не то. Надо измерять.
  Интересно: фононы могут превышать скорость звука в материале?

[Ost]

Расчёт - не то. Надо измерять.
  Интересно: фононы могут превышать скорость звука в материале?

Сложные измерения делаются через расчёт.
Фононы не могут перемещаться быстрее звука.

[VPD]

Сложные измерения делаются через расчёт.

  А почему они сложные?
  Нужна скоростная видеокамера для получения  временных параметров удара.
  Ударник и упор выполнить в виде полусфер из одинакового материала.
  Площадь и глубину деформации материала  определить по отпечатку краски, нанесённой на ударник.
   Далее нехитрый расчёт ускорения во времени.

[Олег Владимирович Лавринович]

Пьезодатчик не требуется, если определять деформацию.
Он не даёт теоретической точности даже приблизительно.

Есть калиброванные пьезодатчики. точность проценты . И его преимущество, сразу дает ускорение.

[Олег Владимирович Лавринович]

все бы вам нехитрым расчетом. Косвенные замеры пятен и пр , есть источник неопределенностей.

[VPD]

  Допустим. Измерю скорость витка перед ударом. По отпечатку краски ударника на упоре получу величину деформации в момент удара.  Рассчитаю ускорение, рывок.
  И - что? Неясно как этот физический параметр переходит в ток, поскольку мы не знаем количества  электронов, которые  двигаются под его действием.
  Для чего заниматься измерением механических параметров?

[Олег Владимирович Лавринович]

Неясно как этот физический параметр переходит в ток, поскольку мы не знаем количества  электронов, которые  двигаются под его действием.
  Для чего заниматься измерением механических параметров?

Что там говорил Козьма Прутков про бросание камешков в пруд? Что бы это не было пустым занятием, смотри на волны ими образуемые...

[Ost]

  Допустим. Измерю скорость витка перед ударом. По отпечатку краски ударника на упоре получу величину деформации в момент удара.  Рассчитаю ускорение, рывок.
  И - что? Неясно как этот физический параметр переходит в ток, поскольку мы не знаем количества  электронов, которые  двигаются под его действием.
  Для чего заниматься измерением механических параметров?

Ускорение в этом опыте напрямую знать не требуется. Надо измерять перемещения и скорость, т.е. интегралы от ускорения. Количество электронов знать не требуется, надо знать импеданс измерительной цепи. Невозможно по интегральному перемещению вычислить ускорение. Эквивалентная схема кольца состоит из последовательно соединённых элементов: Активное сопротивление контура, индуктивность контура, ёмкость контура и источник ЭДС. Если рассматривать отдельно резистор и индуктивность, то заряд проходящий через резистор пропорционален скорости, а в случае индуктивности перемещению. Зная параметры эквивалентной схемы и параметры механически предсказуемого удара можно вычислить заряд конденсатора и определить отношение заряда к массе электрона. Предсказуемый удар должен соответствовать дифференциальному уравнению колебаний груза на пружине, тогда функция ЭДС будет функцией синуса. Надо вычислить реакцию схемы на ЭДС действующую по закону синуса.

[VPD]

Ускорение в этом опыте напрямую знать не требуется. Надо измерять перемещения и скорость, т.е. интегралы от ускорения. Количество электронов знать не требуется, надо знать импеданс измерительной цепи.

  А почему бы вместо всего этого не применить закон сохранения энергии?

[Ost]

  А почему бы вместо всего этого не применить закон сохранения энергии?

Энергия зависит от параметров схемы. От процесса во времени. Уравнение через энергию не упростит задачу.

[Ost]

\(Z = R+j~\omega~L+1/(j~\omega~C)\).

[VPD]

Энергия зависит от параметров схемы. От процесса во времени. Уравнение через энергию не упростит задачу.

  Это разьве сложная Формула, полученная через закон сохранения
 e/m = LV/Ut ?

[VPD]

\(Z = R+j~\omega~L+1/(j~\omega~C)\).

   Пожалуйста. Даю данные витка.
   Медь, сечение 60 мм², длина 0,5 м, в разрыв 5мм включен конденсатор 82 пФ и входная ёмкость щупа осциллографа 24 пФ.
  Скорость перед ударом приблизительно 5 м/с (уточню позже).
  Время торможения витка по показаниям пьезодатчика 40 мкс.
   Масса двигающейся части макета больше массы витка на 15%.
   Нужны  ли ещё данные?

[VPD]

   Можно рассчитать e/m используя параметры свободных колебаний контура, образованного индуктивностью витка и ёмкостью кабеля осциллографа по известной в литературе формуле

e/m = LV/qr  = 2πfQLV/U ≈ 1,9 10¹¹ Кл/кг,

где, L = 0,5 м - длина витка; V ≈ 5 м/с - линейная скорость витка в момент удара; q = UC =  10^-12 Кл -заряд на конденсаторе; U = 10 мВ - максимальная амплитуда напряжения колебаний на конденсаторе; C ≈10^-10Ф -  ёмкость кабеля и входа осциллографа; r = R/Q = 13 Ом - сопротивление потерь контура; R =  1/2πfC -волновое сопротивление контура;f = 20 МГц - частота свободных колебаний контура;  Q ≈ 6 - добротность контура.
  В этом расчёте, в отличие от предыдущих  нет  длительности импульса тока инерционных электронов, что резко упрощает измерение.
   Считаю, что данная методика  снимает имевшиеся  вопросы к опыту.
   Добиваться надо большей   повторяемости параметров удара.

[Ost]

   Можно рассчитать e/m используя параметры свободных колебаний контура, образованного индуктивностью витка и ёмкостью кабеля осциллографа по известной в литературе формуле

e/m = LV/qr  = 2πfQLV/U ≈ 1,9 10¹¹ Кл/кг,

где, L = 0,5 м - длина витка; V ≈ 5 м/с - линейная скорость витка в момент удара; q = UC =  10^-12 Кл -заряд на конденсаторе; U = 10 мВ - максимальная амплитуда напряжения колебаний на конденсаторе; C ≈10^-10Ф -  ёмкость кабеля и входа осциллографа; r = R/Q = 13 Ом - сопротивление потерь контура; R =  1/2πfC -волновое сопротивление контура;f = 20 МГц - частота свободных колебаний контура;  Q ≈ 6 - добротность контура.
  В этом расчёте, в отличие от предыдущих  нет  длительности импульса тока инерционных электронов, что резко упрощает измерение.
   Считаю, что данная методика  снимает имевшиеся  вопросы к опыту.
   Добиваться надо большей   повторяемости параметров удара.

r = R/Q = 13 Ом - сопротивление потерь контура;

Нереальная величина.