大型油扩散泵的改进工作

在鉴定某工厂试制的、口径为500毫米的油扩散泵时,测得泵的抽速为4580升/秒,最高真空为8×10~(-6)毫米汞柱(功率为3000瓦)。同时发现装在泵上的测量罩较热。 一般认为,油扩散泵的抽速应为泵口径(厘米)平方的三倍,而且大型泵的抽速应高于这个指标。据此,上述500毫米口径扩散泵的抽速应不小于7500升/秒。泵的最高真空,在不加水冷或液体氮冷却的情况下,国外水平约为5×10~(-7)毫米汞柱。     

扩散真空泵冷凝捕集器的液氮自动稳压装置

一、任务的提出 回旋加速器是用油扩散真空泵来获得高真空的(10~(-5)—10~(-6)mmHg)。为了防止油蒸气进入加速器内部,油扩散泵装有用液氮冷却的捕集器。液氮的输送是靠一根细铜管(内径ф=3mm)一头插在装有液氮的杜瓦瓶内,另一端插入冷凝捕集器内;铜桿与杜瓦瓶口之间是用橡皮密封的。瓶内的液氮受到外面传进来的热量慢慢的蒸发成为气氮,使瓶内的压力增加,液氮就经铜管喷到捕集器上,冷却捕集器后,成为气氮,由出气口排出(见图1)。这是苏联设备所采用的方法。这种方法比     

小型自冷式油扩散泵

在真空实验中,要想使系统获得高真空(10~(-2)Pa以下的气压),除用机械泵对系统进行排气外还必须加高真空泵,其中最常用的就是扩散泵。一般商品扩散泵都是多级泵,是由几个单级泵串联而成。泵的外形有立式、卧式;泵体材料有玻璃的、金属的;使用的工作液有汞、油等。但它体积大、自身重、需水冷,如果被排气的系统或容器容积不大,使用这种扩散泵无论从经济上还是从实用上考虑都显得大才小用。我们在实验中使用自己设计制做的二级自冷卧式玻璃油扩散泵。它的结构如图1所示,此扩散泵     

汞扩散泵——镉捕集阱高真空系统

我们在二级玻璃汞扩散泵的真空系统上使用了室温的镉膜阱,证明镉膜阱能有效地捕集汞蒸气,使被抽容器达到气压力10^-5—10^-7毫米汞数量级的高真空。我们较系统地试验了镉膜的条件对于极限气压的影响,实验结果表明,新蒸发的镉膜效果最好;将镉膜在10^-2毫米汞的气压下搁置10小时后对于极限气压的影响不大;但若将其在大气下搁置10小时,则极限气压约升高一个数量级;进一步延长在大气中的暴露时间(达300天),对极限气压无更大的影响。初步的寿命试验表明,扩散泵工作140小时之后,极限气压才较显著地上升。降低镉膜阱的温度、增加镉膜阱的数目和被抽容器的高温烘烤都是提高真空度的有效途径;在实验中考虑了这些因素,我们曾获得了气压低达10^-9毫米汞数量级的超高真空。     

玻意耳-马略特定律分组实验仪器的装配法

高二物理实验三中验证玻意耳-马略特定律所用的玻璃管(一端封闭)的内径不宜太大,内径大了,管内水银柱容易断开。根据已往经验,玻璃管的内径最好不超过0.6毫米。可是内径小了,灌水银又成了问题,因为没有这样的小漏斗,如果用注射器把水银打进去,管内空气亦无法逸出。那末,怎样才能把水银灌进去呢?可先把玻璃管用酒精灯烘热到200℃左右(烘     

玻意耳-马略特定律分组实验仪器的装配法

高二物理实验三中验证玻意耳-马略特定律所用的玻璃管(一端封闭)的内径不宜太大,内径大了,管内水银柱容易断开,根据已往经验,玻璃管的内径最好不超过0.6毫米,可是内径小了,灌水银又成了问题,因为没有这样的小漏斗,如果用注射器把水银打进去,管内空气     

做托里拆利实验时要防止水银中毒

水银蒸气在空气中的含量达到1×10~(-5)毫克/升时,人在其中就要发生中毒现象。它能贮积在人的肝脏、肾脏甚至血液中,经常吸入低浓度水银蒸气会损害神经系统,造成四肢震颤、失眠、记忆力衰退、烦躁、抑郁等症状以及产生牙齿脱落.流涎失禁等现象。水银如与皮肤直接接触,它的阈限值为0.1毫克/米~3。经常与皮肤接触能产生皮炎并能被皮肤吸收,损害肾脏。那么,托里拆利演示实验中如何预防水银中毒呢?我们认为应当注意以下几点:     

演示用水银压强计的改进意见

在许多物理演示实验里(例如托里拆利实验、玻意耳-马略特定律、饱和汽和未饱和汽的性质、……等等),都要利用水银柱的高度或高度差来测定流体的压强,实质上也就是要利用不同形式的水银压强计。压强计里水银柱很高,水银用量就多。由于水银是一种较贵的金属,一般中学里备量不多;同时,由于它的比重很大,过粗的水银柱会造成演示操作的不便。所以一般的托里拆利管或水银压强计总是选用内径较小的、管壁较厚的玻璃管,这又造成了演示的可见度不大的缺点。但是,水银压强计比起其它压强计来有它很多的优点,因此,如何克服它的缺点确是一个值得考虑的问题。如果把水银管的内径增大,在管内放入另     

托里拆利实验的改进

对传统的托里拆力实验进行了改进,用输液管代替玻璃管,避免了玻璃管易损造成的危害,通过注射器改变密闭水银中的气压,较大程度地避免了接触水银的危害,同时,用含硫的海绵减弱装置中的空气流速,有效地减缓了水银的挥发,并利用硫的强还原性控制银与空气的接触,减弱水银对环境的危害,通过观察水银柱的变化得出结论.     

水银柱活塞差动式光纤布拉格光栅倾角传感器

为了适应公路边坡倾斜监测的需要,提出了一种新型的水银柱活塞差动式光纤布拉格光栅(FBG)倾角传感器。传感器所测对象的倾角发生变化时,水银柱在金属壳内的有效长度发生改变,对传压活塞的压力也相应改变。传压活塞通过传力杆将水银的压力传递给等强度悬臂梁自由端,使得粘贴在等强度悬臂梁左右两侧的FBG中心波长变化。利用有限元方法在不同倾斜角度下运用两点粘贴法分析等强度悬臂梁与FBG的应力特性,根据仿真参数研制了倾角传感器,并对该传感器进行了角度标定实验和温度敏感实验。实验结果表明,FBG倾角传感器量程范围为0°~40°,灵敏度为21.8pm/(°),拟合度R2为0.998,重复性为1.12%。     

扩散型云雾室的制作及使用示例

C.T.R.威尔逊制作的膨胀型云雾室是世界上最早的带电粒子径迹探测器之一,但其具有灵敏时间短、不能连续工作的缺陷.而扩散型云雾室可以连续工作,它通过热端将酒精加热转化为蒸气,酒精蒸气扩散到冷端后冷却形成过饱和蒸气,从而使得通过过饱和蒸气的带电粒子径迹可以在强光照射下被观察到.本工作根据其工作原理设计并制作了扩散型云雾室,在云室内部无放射源的情况下观察到了质子、β射线和宇宙射线的径迹;在放置一般烟雾报警器的~(241)Amα放射源的情况下,观察到了α粒子径迹.根据拍摄到的视频以及测量的几何数据,估计了该~(241)Am放射源的放射性活度.     

托里拆利演示实验装置的改进

托里拆利演示器演示的现象,对学生理解大气压强很有帮助。但这个实验操作不便,不小心就会撒落水银。一旦打碎玻璃管,后果更为严重。为了解决上述困难,笔者对原装置进行了改进(如图)。整个装置与医用血压计类似,只是在距管子上端约10cm处加装一个阀门(阀门结构如图)。实验时自A处向集气瓶内鼓气,使水银柱上升.当水银上升至     

碱金属钾蒸气混合双光子跃迁的研究

利用脉冲染料可调谐激光激发原子密度为10~(14)～10~(18)cm~(-3)的稠密碱金属钾蒸气,在5780(?)～5920(?)波段内测量了激光共振电离光谱.结果表明,除了钾原子4s—nd(n=10～16)、4s—ns(n=12～18)双光子跃迁以外,还出现了钾4P—7s、4P—5d跃迁.这种跃迁的电离光谱信号是由于在钾蒸气中钾分子-原子混合双光子跃迁而产生的.本文对钾蒸气混合双光子跃迁进行了讨论.     

碳纳米管柔性应变传感器的研究

<正>传感器(sensor),顾名思义,是一种传递"感觉"的仪器;所谓"感觉",就是各种物理、化学信号。传感器可以将某种物理信号转换为另一种可观察或者可测量的(电、光)信号。水银温度计可以看成一种最简单的传感器,它利用水银热胀冷缩的特性把温度转换为水银柱的高度,人们通过观察水银柱的高度就可以间接地、定量的测知温度值。常用的传感器有温度传感器(热敏电阻、热电偶)、压力     

流体饱和蒸气压实验中杂质影响的修正

实验样品杂质对于高精度流体热物性实验有显著影响。本文以新环保工质1-氯-3,3,3-三氟丙烯[HCFO-1233zd(E)]的饱和蒸气压实验为例,细致讨论了样品纯化方法;通过气相色谱-质谱联用确定了杂质种类,以理想溶液模型为基础发展了饱和蒸气压杂质影响修正的计算方法,讨论了主要杂质种类对修正量的影响。提出了一种在杂质种类不能完全确定的情况下,合理确定饱和蒸气压杂质影响的方法。修正后的实验数据与已有的高精度饱和蒸气压实验数据具有较高的一致性。     

Rb-N_2(He)蒸气室压强及He、N_2气渗漏测量

利用原子吸收及谱线增宽方法测量了Rb-N_2(He)蒸气室中的气体压强.对Rb-N_2(He)蒸气室中的气体渗漏进行了检测,实验发现:对N_2气几乎观察不到明显的渗漏现象.对于Rb-He950torr的高压蒸气室60天后的气体渗漏量为19%,渗漏比较明显.测量了223-638torr范围Rb-N_2蒸气室的5P_(3/2)—5P_(1/2)精细结构碰撞转移截面.结果表明,随着温度升高,碰撞转移截面值也升高,温度为50℃、60℃、70℃时,碰撞转移截面分别为(1. 03±0. 32)×10~(-16)cm~2、(1. 36±0. 38)×10~(-15)cm~2、(8. 96±1. 02)×10~(-15)cm~2.压强在638torr时,碰撞转移截面随着温度升高增加较快,70℃以后碰撞转移截面迅速增加.     

“住友电气”的宝石级人造金刚石

世界第一颗宝石级人造金刚石是1970年在美国通用电气(G.E.)公司的实验室中诞生的。据说,由于技术上的困难和成本上的问题,该公司一直没转入商品生产。 1985年4月日本住友电气公司宣布,他们在制造宝石级人造金刚石方面取得了重大突破。在0.49—0.59MPa和1400—1600℃条件下,经历100小时,一次制得许多颗大粒金刚石单晶,其中最大的可达2.4×10~(-4)kg(1.2克拉重)(直径约6毫米)。来自“住友电气”的最新消息表明,他们已能制得重达4×10~(-4)kg(2克拉)(直径约8毫米)的单晶。     

原子光譜与分子光譜

原子和分子在某些特定的條件下可以發射出各种不同波長的電磁波,这些電磁波的波長範圍是很廣阔的,光学光譜所討論的範圍是紅外線、可見光及紫外線。波長从幾個毫米到7.5×10~(-4)毫米的間隔內属於紅外線;从7.5×10~(-4)毫米到4×10~(-4)毫米是可見光;波長比可見光短的就是紫外線,紫外線的波長可以短到2×10~(-6)毫米。如果使各個區域內的電磁波通过適当的光譜儀器,我們就可以得到各個区域的光譜。假如我們是在可見光区域內工作,便可以直接用眼睛观察到光譜,例如使一個金属电弧所发出來的光通过一個稜鏡攝譜仪之后,在一個距離放得合適的屏上,我們就     

托里拆利实验的改进装置二则(二)

将两根玻璃管分别插入橡皮塞的两个小孔内 ,长玻璃管的另一端套上一段大小适度的橡皮管 ,用细线扎紧不漏气 ,如图 2 .在瓶内倒入适量的水银 ,塞紧橡皮塞 .将广口瓶向着长玻璃管的方向慢慢倾斜 ,同时将长玻璃管上的橡皮管管口向上 ,使之高于广口瓶内的水银面 ,这时长玻璃管灌满了水银 ,橡皮管内也有少量的水银 .此时 ,玻璃管内的空气被全部排出 ,然后用夹子在玻璃管附近有水银的橡皮管处夹住 ,再把橡皮管折过来用夹子夹紧 ,防止漏气 .慢慢将广口瓶、玻璃管竖直放置 ,玻璃管的上方将出现真空 .当水银柱稳定后 ,用刻度尺测量出玻璃管内水银面与…     

盐水溶液跨混合纤维素膜扩散机制的定量可视化实验研究

介绍了一种改进的高时空分辨率相移干涉仪,测量了不同浓度的NaCl溶液跨过5 μm孔径醋酸-硝酸混合纤维素膜进入去离子水的跨膜扩散过程。实验观察到NaCl溶液在膜-液界面附近的质量输运行为受膜结构的影响而表现出的特征:相对分散的浓度高值分布、均流传质现象、对流的快速纵向进行和横向扩散的缓慢发展等。实验计算得10.0 mg/mL、7.5 mg/mL、5.0mg/mL、2.5 mg/mL 和 1.0 mg/mL 的 NaCl 溶液跨膜传质系数分别为 3.0×10~(-6) m~2/s、8.5×10-7 m~2/s、7.8×10~(-7)m~2/s、2.9× 10~(-7)m~2/s和6.0×10~(-8)m~2/s。本实验结果可为跨膜扩散机理的研究提供参考。