{"id":1542,"date":"2022-02-16T18:58:32","date_gmt":"2022-02-16T17:58:32","guid":{"rendered":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/?p=1542"},"modified":"2022-02-16T18:58:33","modified_gmt":"2022-02-16T17:58:33","slug":"lasst-uns-ueber-physik-reden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/?p=1542","title":{"rendered":"Lasst uns \u00fcber Physik reden"},"content":{"rendered":"\n

Nat\u00fcrlich geht es bei dieser Kampagne so ganz nebenbei auch um Physik. Okay, zugegebenerma\u00dfen geht es haupts\u00e4chlich um Physik. Und die wollen wir hier im Blog nicht vernachl\u00e4ssigen.<\/p>\n\n\n\n

Thema dieser Kampagne sind Staubstr\u00f6mungen – genauer gesagt die Umstr\u00f6mung von Hindernissen durch Staubteilchen. Hierzu braucht man logischerweise 2 Dinge: str\u00f6menden Staub und ein Hindernis. Als wohldefiniertes Hindernis dient uns ein Wolframdraht (75 \u00b5m Durchmesser), der senkrecht zur Beobachtungsebene auf halber H\u00f6he zwischen den Elektroden durch die Kammer gespannt ist. Beobachtet wird ein zentraler Schnitt durch das staubige Plasma. In der Mitte des Bildbereichs befindet sich also das Void. Der Draht ist daher (in horizontaler Richtung) etwas dezentral platziert. Klingt bestimmt erstmal ziemlich verwirrend. Aber ein Bild sagt bekanntlich mehr als 1000 Worte:<\/p>\n\n\n\n

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Schematischer Aufbau des Experiments; Ansicht von oben<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Hier seht ihr auch gleich unsere Diagnostiken. Auf der einen Seite der Kammer befindet sich das hier stark vereinfacht dargestellte Stereoskopiesystem bestehend aus 4 Kameras, welche simultan den Bereich um den Draht beobachten. Gegen\u00fcber befinden sich zwei Hochgeschwindigkeitskameras, welche das Geschehen in 2 Dimensionen verfolgen. Eine der Kameras hat dabei eine ganze H\u00e4lfte der Staubwolke im Blick. Die zweite Kamera bietet ein kleineres Blickfeld und somit eine h\u00f6here Aufl\u00f6sung im Bereich um den Draht herum.<\/p>\n\n\n\n

Soweit die Theorie. Irgendwie muss der Draht nun nat\u00fcrlich in der Kammer gehalten werden. Und das am besten, ohne das Plasma mehr als unbedingt n\u00f6tig zu st\u00f6ren. Dazu wird zun\u00e4chst auf dem Zwischenboden, der auch die untere Elektrode tr\u00e4gt, eine (auswechselbare) Grundplatte befestigt. Hierauf steht dann auf beiden Seiten der Elektrode je ein Keramikr\u00f6hrchen mit 0,8 mm Au\u00dfendurchmesser, zwischen denen der Draht gespannt ist. Diese Konstruktion erlaubt es, mehrere Grundplatte-Keramik-Draht-Module vorzuhalten, die dann zwischen den Flugtagen gewechselt werden k\u00f6nnen. Dadurch k\u00f6nnen wir verschiedene Positionen des Drahtes austesten. Au\u00dferdem w\u00fcrde eine Besch\u00e4digung des Drahtes, z.B. beim Dispenserwechsel, nicht gleich das Ende der Kampagne bedeuten. \ud83d\ude09<\/p>\n\n\n\n

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Aufbewahrungsbox f\u00fcr zus\u00e4tzliche Draht-Module<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Vorbereitung dieser Module ist eine etwas heikle Angelegenheit, da der Draht auf eine gewisse meschanische Spannung gebracht werden muss, andererseits aber die Keramikr\u00f6hrchen nicht brechen d\u00fcrfen. Anfangs war das noch mit einigen Verlusten verbunden. Irgendwann hatten wir den Dreh dann aber raus. Auch das Ein- und Ausbauen der Module hier vor Ort auf dem Flieger klappt deutlich stressfreier als bef\u00fcrchtet.<\/p>\n\n\n\n

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Eingesetzter Draht (hier: 20mm aus dem Zentrum heraus versetzt). Wer erkennt den eigentlichen Draht? \ud83d\ude09<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Als zus\u00e4tzliches Feature kann der Draht noch elektrisch vorgespannt werden. Rechts unten im vorigen Bild seht ihr den elektrischen Anschluss, der nat\u00fcrlich steckbar gestaltet ist.<\/p>\n\n\n\n

Nun fehlt also noch die Staubstr\u00f6mung. Hier haben wir es uns einfach gemacht und bedienen uns der bereits seit langem vorhandenen M\u00f6glichkeit, den Elektrodenbias zu beeinflussen. Eine gegenphasige Modulation mit geringer Frequenz von typischerweise 0.5 bis 1 Hz sorgt daf\u00fcr, dass das Plasma inkl. Staubwolke periodisch nach oben und unten geschoben wird. Dabei muss der Staub dann am Draht vorbei.<\/p>\n\n\n\n

Soweit zun\u00e4chst zu unserem Setup. Erste Beobachtungen und Ergebnisse folgen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nat\u00fcrlich geht es bei dieser Kampagne so ganz nebenbei auch um Physik. Okay, zugegebenerma\u00dfen geht es haupts\u00e4chlich um Physik. Und die wollen wir hier im Blog nicht vernachl\u00e4ssigen. Thema dieser Kampagne sind Staubstr\u00f6mungen – genauer gesagt die Umstr\u00f6mung von Hindernissen durch Staubteilchen. Hierzu braucht man logischerweise 2 Dinge: str\u00f6menden Staub und ein Hindernis. Als wohldefiniertes … Lasst uns \u00fcber Physik reden<\/span> weiterlesen →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[19,23],"class_list":["post-1542","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-allgemein","tag-pfc22","tag-physik"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1542","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1542"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1542\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1555,"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1542\/revisions\/1555"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1542"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1542"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/zerog.physik.uni-greifswald.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1542"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}