1.3 Астазиялық кварцтіқ гравиметрдің (гак) құрылымы және оның жұмыс жасау принципі

ГАК екі бөліктерден тұрады: Дьюар ыдысы және серпімді жүйесінен. Серпімді жуйесінің ішіне Голицын колденең маятнигі, 3 серіппе, компенсациялық рамка, маятник және рамканы ілу жиптері кіреді. Дьюар ыдысы гравиметрді температура және қысымның әсерінен сақтайды. Бұл түрдегі гравиметрдің ішінде термостат болмайды.

Голицын колденең маятнигінің жүмыс жасау принципін қарастырайқ (2- сурет).

ОС стерженьде масса орналасқан. АВ серіппе ОС стерженьді тепе-тең қалпында ұстайды. Серіппе стерженьмен ОВ иін көмегімен жалғастырылған. Егер ауырлық күші өзгерілсе, онда стержень өзінің тұрған орынын өзгертеді, ал серіппе өзінің серпімді қасиеттеріне сай, бұл өзгеруге кеселдік жасайды. Бір үақытта жүйе тепе-тең қалпына келеді, яғни ауырлық және серіппенің серпімді күштерінің моменттері бір біріне тең болады. Голицын маятниктың серпімді күшінің d₂ иіні ауырлық күшінің d₁ иінінен көп аз, сондықтан ауырлық күшінің өзгеруін теңдеу ұшін, Q серпімді күшінің үлкен өзгеруі керек. Тепе-тең қалпының теңдеуі былай жазылады:

, мұндағы , (1.3.3)

2 – сурет. Колденең Голицын маятниктігінің жұмыс жасау схемасы

яғни неғұрлым d₁ иін d₂ иінінен көп болса, соғұрлым Q серпімді күшінің өсімшесі g ауырлық күшінің өсімшесінен көп болуы керек. Басқаша айтқанда, мұндай жуйеде, ауырлық күшінің азғантай өзгеруін теңдеу үшін, серпімді күшінің ұлкен өзгеруі керек. Осындай жағдайда, ауырлық күшінің аздаған өзгеруі серіппені үлкен деформациялап, маятникті үлкен айналу бұрышына айналдырады. Бул жуйені астазиялау принципі.

2 Практика мазмұны

2.1 Практиканың бірінші кезені

Мұғалым басшылығымен студенттер гравиметрлерді жұмысқа дайындайды, зерттеленетін ауданда бақылау жүйесін тұрғызады. Негізінде, оқулық мақсат үшін бақылау жүйесін пайдаланады.

2.1.1 Гравиметрді жұмысқа дайындау

Гравиметриялық түсірілімнің дәлдігі аспаптың сапасы, оны жұмысқа дайындау және талданған өлшеудің әдістемесіне тәуелді. Гравиметрді дайындау дегеніміз - сыртқы сақтандыру шаралар (аспапты тазалықта ұстау, қондыру винттерді майлау және т.б.) жүргізу, өлшеу құрал мен оптиканы реттеу, гравиметрдің еңкеюге минимум сезгіштілігі үшін деңгейлерді реттеу және т.б.

Микроскоптың жарықтығы және отсчеттік индексінің (биссектордың) анықтығы микроскоп окулярдың және лампочканың орынын өзгертуімен реттеленеді.

Алғашқы нүктеде (мысалы, тіректі пункте) алынған мәнмен салыстырып, бақылау нүктедегі ауырлық күшінің мәнін гравиметр арқылы өлшеуге болады. Бірақ, гравиметрдің өлшеулері еңкею бұрышына тәуелді. Бұл тәуелділік косинусоидалды түрінде былай жазылады:

(2.4)

мұндағы - маятниктің айналу осі мен ауырлық центрі жатқан жазықтықтың еңкею бұрышы, - бақылау нүктеде алынған ауырлық күшінің абсолюттік мәні.

Әдетте (2.4) теңдеудің бірінші мүшесімен пайдаланады. 3 - суретте гравиметр өлшеулері аспаптың еңкею бұрышына тәуелді болатының графиктері көрсетілген.

Еңкеюге гравиметрдің сезгіштілігі минималды болу үшін, аспаптың үстінде орналасқан деңгейлерді реттеу қажет. Оны былай жасайды:

1) Гравиметрдің деңгейлерін келтіреді;

2) Отсчеттік аспап көмегімен маятник индексін окулярлық шкаланың нольдік бөлшегіне келтіреді;

3) Қондыру винттер арқылы гравиметрді бойлық деңгейдің бір бөлшегіне еңкийтеді (қай жаққа бәрі бір). Көлденең деңгей нольдік қалпында болуы керек. Егер осы жағдайда маятник индексі ауырлық күшінің азаюына сай келетін жағына («жеңіл» жағына) аусса, онда гравиметрдің рычағы көлденең жазықтықтан аусты деп санайды. Онда қондыру винттер арқылы бойлық деңгейдің көбікшісін бір бөлшекке қарама қарсы жағына келтіреді. Егер маятник индексі тағыда «жеңіл» жаққа аусса, онда бойлық деңгей дұрыс қойылған деп санайды (3В - сурет).

А – деңгейлерді реттеу керек жағдай; В – деңгей дұрыс келтірілген

3 – сурет. еңкею бұрышына гравиметр өлшеулердің тәуелділігі

Егер маятниктің индексі осы екі айтқан жағдайда «ауыр» жаққа ауысса, онда оны окуляр шкаласының нольдік қалпына отсчеттік құрал көмегімен келтіреді;

4) Гравиметрді сол жаққа қарай тағыда еңкейтіп, нольдік бөлшекке келтіреді. Индекс «жеңіл» жаққа ауысқанша айтқанды қайталай беру керек;

5) Бұрауш көмегімен аспаптың үстінде орналасқан реттеулік винттерді бұрап, бойлық деңгейді нольдік қалпына келтіреді;

6) Деңгейдің дұрыс келтіруін 3 пунктке сай тексереді. Егер деңгей дұрыс келтірілмесе, онда барлық процедураларды қайталайды.

Ескерту: егер гравиметрдің бөлшектің құны кері таңбамен болса, онда өлшеулердің үлкейуі ауырлық күшінің азаюін көрсетеді.

Еңкеюге гравиметрді минимум сезгіштігіне реттеуді бір аптада бір рет әр түрлі студенттік бригада жасау қажет.

Гравиметрдің С бөлшектердің құнын эталондық профильде анықтайды. Егер ауырлық күшінің мәндері профиль бойымен қатты өзгерілсе, онда оны эталондық деп таңдауға болады. Оқу полигонда ауырлық күшінің мұндай өзгеруі жоқ, сондықтан әр түрлі аспаптың С бөлшектердің құнын практика жетекшісі береді.