می خواهیم استروبوسکوپ را کالیبره نماییم یعنی مشخص کنیم که سرعت قطع و وصل شدن نور خروجی از دستگاه چند هرتز است؟...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

استروبوسکوپ – جلسه هشتم

 

اهداف: 

کالیبراسیون دستگاه، انجام چند آزمایش

وسایل لازم: استروبوسکوپ ساخته شده

 

تنظیم دستگاه:

در جلسه پیش کار ساخت دستگاه را به پایان رساندیم. حال می خواهیم آن را کالیبره نماییم یعنی مشخص کنیم که سرعت قطع و وصل شدن نور خروجی از دستگاه چند هرتز است؟

به نظر شما چگونه می توان این کار را انجام داد؟ شاید ساده ترین راه استفاده از سرعت سنج های موجود باشد. این دستگاه ها انواع مختلفی دارند. می توان با نصب کردن یک قطعه کوچک بر روی صفحه مدور و قرار دادن یک سنسور در مجاور آن، سرعت دوران آن را اندازه گیری نماییم. این دستگاه، سرعت دوران را با دقت خوبی به ما نشان خواهد داد.

استروبوسکوپ- جلسه هشتم

البته انواع زیاد دیگری دستگاه های دور سنج وجود دارد.

استروبوسکوپ- جلسه هشتم
استروبوسکوپ- جلسه هشتم

می توانید در صورت امکان، از هر یک از این دستگاه ها استفاده کنید. البته راه دیگری نیز وجود دارد. این راه دقت بسیار کمتری نسبت به روش های قبلی دارد ولی بسیار ساده تر و ارزان تر می باشد.

برای این کار ابتدا صفحه ای مانند آن چه در شکل زیر می بینید درست نمایید و حول شاسی پتانسیومتر نصب نمایید. به نحوی که شاسی پتانسیومتر از سوراخ مرکزی این صفحه دایره ای شکل خارج گردد.

استروبوسکوپ- جلسه هشتم

سپس یک اهرم 5 سانتی متری به شاسی پتانسیومتر متصل نمایید. حال باید این اهرم را در موقعیت های مختلف قرار داده و در هر موقعیت سرعت چرخش صفحه را اندازه گیری نموده و بر روی صفحه مدرج نصب شده یادداشت نماییم. با این کار در آینده می توانیم از این نوشته ها کمک گرفته و سرعت چرخش صفحه را به میزان مورد نظر تنظیم نماییم.

 

به نظر شما چگونه می توان این کار را انجام داد؟

یک راه ساده برای اندازه گیری سرعت چرخ صفحه استفاده از دستگاه توضیح داده شده در اول جلسه ( سرعت سنج یا همان تاکومتر) می باشد.

راه دیگر استفاده از یک استروبوسکوپ آماده می باشد. برای این کار، در هر موقعیت ولوم، فرکانس نور استروبوسکوپ آماده را آن قدر تغییر دهید تا صفحه مدور استروبوسکوپ ساخته شده، ثابت به نظر آید.

آیا می توان گفت که این فرکانس، دقیقا با فرکانس نور خروجی از دستگاه ما یکی است؟

خیر

فرض کنید صفحه ما با سرعت 6 دور بر ثانیه در حال چرخش باشد. اگر ما با فرکانس 6 هرتر به آن نور بتابانیم، آن را ثابت خواهیم دید. ولی اگر با فرکانس 3 هرتر به آن نور بتابانیم نیز آن را ثابت خواهیم دید زیرا در فاصله بین دو فلاش، صفحه ی ما 2 دور می زند. و سر جای خود باز می گردد.

این صحبت برای فرکانس های 2 هرتز، 1 هرتز، نیم هرتز و ... نیز صادق است.

پس ما اگر می خواهیم برای کالیبراسیون دستگاه از یک استروبوسکوپ دیگر استفاده نماییم، حتما باید بررسی کنیم که صفحه ما در فرکانس بالاتری ثابت نشود و بیشترین فرکانسی که می تواند صفحه ما را ثابت به نظر برساند، فرکانس چرخش صفحه یا همان فرکانس نور خروجی از دستگاه ما می باشد.

شما می توانید برای بالا بردن فرکانس نور خروجی از دستگاه، تعداد سوراخ های روی صفحه دوار را به 2 یا 3 عدد افزایش دهید. با انجام این کار، برای به دست آوردن فرکانس نور خروجی دستگاه باید اعداد به دست آمده از قسمت کالیراسیون را در 2 یا 3 ضرب نمایید.

پس از انجام کالیبراسیون، آزمایشات زیر را انجام دهید:

1. با استفاده از دستگاه خود، فرکانس (سرعت چرخش) هواکش منزلتان را اندازه گیری نموده و با عدد نوشته شده بر روی آن مقایسه نمایید.

حال فرکانس دستگاه را  یا  نمایید. مشاهده خواهید نمود که هواکش باز هم ثابت به نظر خواهد آمد. حال با ماژیک کلمه روی یکی از پره های آن بنویسید. مشاهده خواهید نمود که در حال چرخش، این نوشته خوانا نخواهد بود ولی با استفاده از استروبوسکوپ می توانید به سادگی آن را بخوانید.

 

2. می توانید حرکت تارهای 3 تار را با استفاده از استروبوسکوپ مشاهده کنید. به نتایج جالبی خواهید رسید.

چند کار برد دیگر استروبوسکوپ را نیز به صورت تصویری در زیر مشاهده می کنید. می توانید خود نیز آن ها را آزمایش نمایید.

استروبوسکوپ- جلسه هشتم

فیلم زیر نحوه عملکرد استروبوسکوپ رانشان می دهد.

دانلود فیلم

جای دیگری که استروبوسکوپ کار برد دارد، تنظیم موتور خودروها می باشد. به عنوان تحقیق به یک مغازه تنظیم موتور بروید و نحوه کاربرد این وسیله را جویا شوید.

تکلیف: سرعت چرخش هوکش مدرسه یا منزل خود را با استروبوسکوپ ساخته شده اندازه گیری نمایید. از مراحل انجام کار فیلم بگیرید و برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: ----------------------------------

منابع مطالعه: ----------------------------

استروبوسکوپ، جلسه اول

استروبوسکوپ، جلسه دوم

استروبوسکوپ، جلسه سوم

استروبوسکوپ، جلسه چهارم

استروبوسکوپ، جلسه پنجم

استروبوسکوپ، جلسه ششم

استروبوسکوپ، جلسه هفتم

استروبوسکوپ، جلسه هشتم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تنظیم: یگانه داودی