140 likes | 313 Views
Co stihne světlo za pikosekundu? Měření času s pikosekundovou přesností. V. Cupal 1 , J. Lískovec 2 , J. Pavlišta 3 , D. Šulc 4 1 Gymn. Jeseník, 2 Gymn. Olomouc Čajkovského 9, 3 Gymn. Jana Masaryka Jihlava, 4 Gymn. Břeclav supervisor: Ing. Josef Blažej, PhD. Proč jsme měřili?.
E N D
Co stihne světlo za pikosekundu?Měření času s pikosekundovou přesností. V. Cupal1, J. Lískovec2, J. Pavlišta3 , D. Šulc4 1Gymn. Jeseník, 2Gymn. Olomouc Čajkovského 9, 3Gymn. Jana Masaryka Jihlava, 4Gymn. Břeclav supervisor: Ing. Josef Blažej, PhD. V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Proč jsme měřili? Cíl: metody měření časových intervalů Využití měření s pikosekundovou přesností: • zjišťování vzdálenosti družic nebo Měsíce= optický radar • při předpovídání zemětřesení • synchronizace časů na oběžné dráze • zpřesňování navigačních systémů(GPS,…) • při mnoha jiných experimentech V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Moderní metody měření času • počítání vln elektrického napětí • nabíjení kondenzátoru Mají svá omezení – přesnost nebo rozsah Vernierův princip– posuvné měřítko • zpřesněné první uvedené metody – princip námi použitého čítače V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Vernierův princip V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Vernierův princip V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Analogie Vernierova principuvakustice nebo elektronice skládání dvou vln s blízkými frekvencemi - zázněje V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Experiment Aparatura: - generátor impulsů - čítač intervalů času - termostat + teploměr - osciloskop - koaxiální kabel V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Pulse generator 10 ns, 100 Hz, 5 V3 ns rise time Time interval counter HP5370B 20 ps resolution30 ps jitter termostate Experiment – blokové schéma V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Časový průběh impulsů na vstupu čítače V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Rozložení chyb: • * Pravděpodobnost náhodných chyb – Gaussova křivka • * Průměrná odchylka měření: Chyby měření-statistika Základní typy chyb: * Systematické * Náhodné V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Výsledky – celý experiment V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Výsledkyzávislost zpoždění na teplotě -0,67 ps / K / m V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Závěr • seznámili jsme se se základními elektronickými metodami měření časových intervalů • změřili jsme teplotní závislost doby průchodu elektrického impulsu koaxiálním kabelem V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT
Realizační tým V. Cupal, J. Lískovec, J. Pavlišta , D. Šulc, FT2003, FJFI ČVUT