Презентация "Исследование поверхности компакт - дисков методом сканирующей зондовой микроскопии"
Оценка 4.7

Презентация "Исследование поверхности компакт - дисков методом сканирующей зондовой микроскопии"

Оценка 4.7
Презентации учебные
ppt
естествознание +2
9 кл—11 кл
13.01.2017
Представленная презентация является сопроводительной к учебно - исследовательскому проекту с аналогичным названием. Стремительное развитие и прогресс нанотехнологий стимулировался совершенствованием экспериментальных методов исследования, наиболее информативными из которых являются методы сканирующей зондовой микроскопии. В презентации представлены фотографии основного прибора сканирующей зондовой микроскопии - СЗМ NanoEducdtor с пояснительными надписями, дан сравнительный анализ различных компакт -дисков, приведены фотографии изображений топографии поверхности различных компакт - дисков с записью различной информации, полученные в ходе исследования. Презентация может быть использована учителями физики, химии, естествознания как дополнительная информация во время объяснения строения веществ (наноуровень).
ПрезентацияСЗМ.ppt

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ КОМПАКТ-ДИСКОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ КОМПАКТ-ДИСКОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ КОМПАКТ-ДИСКОВ МЕТОДОМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ

Введение Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) - один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением

Введение Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) - один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением

Введение

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) - один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением.
Преимущества СЗМ:
1. Возможность увидеть атомную и молекулярную структуру поверхности, воздействовать на неё на уровне отдельных атомов и молекул.
2. Возможность изучения структуры и свойств (механических, электрических и др.) поверхности в различных средах — на воздухе, в чистых жидкостях и растворах, в вакууме.
3. Наглядность представляемой информации.

Цели и задачи Цель исследования : получение топографии поверхности исследуемых образцов

Цели и задачи Цель исследования : получение топографии поверхности исследуемых образцов

Цели и задачи

Цель исследования: получение топографии поверхности исследуемых образцов CD- и DVD-дисков методом сканирующей зондовой микроскопии.
Методы исследования: изучение и анализ литературы о методах сканирующей зондовой микроскопии, подготовка экспериментальных образцов и постановка эксперимента, сравнительный анализ результатов эксперимента.
Задачи исследования:
1.Изучить основы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), конструкцию и принципы работы СЗМ «NanoEducator».
2.Изучить физическую структуру CD и DVD-дисков и принципы их записи.
3.Получить навыки практической работы на учебно-исследовательском сканирующем зондовом микроскопе «Nanoeducator».
4.Подготовить образцы и провести эксперимент по исследованию поверхности CD и DVD-дисков (чистых и с записью различных видов информации:текста, фото- и видеоизображений на СЗМ «NanoEducator».
5.Определить перспективы практико-ориентированного продолжения тематики данной работы.

Сканирующая зондовая микроскопия как экспериментальный метод нанотехнологии

Сканирующая зондовая микроскопия как экспериментальный метод нанотехнологии

Сканирующая зондовая микроскопия как экспериментальный метод нанотехнологии

Основой сканирующей зондовой микроскопии является взаимодействие зонда с исследуемой поверхностью за счет механических, электрических или магнитных сил.
Зонд – это микроскопический, чрезвычайно чувствительный щуп, который пробегает, сканирует шероховатости поверхности атомарного размера. Более того, в ряде случаев зонд физически может двигать атомы.
В основе сканирования или “ощупывания” лежит достаточно простой принцип – атомы острия зонда “чувствуют“ атомы, находящиеся на поверхности, тем сильнее, чем ближе они находятся друг к другу.
Современные методы зондовой микроскопии позволяют изучать рельеф, состав и структуру с разрешением в доли ангстрем, “видеть” и перемещать единичные атомы и молекулы.

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ)

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ)

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) NanoEducator

Внешний вид измерительной головки СЗМ NanoEducator
1 – основание,
2 – держатель образца,
3 – Датчик взаимодействия,
4 – винт фиксации датчика,
5 – винт ручного подвода,
6 – винты перемещения сканера с образцом,
7 – защитная крышка с видеокамерой



Зондовый датчик

Цифровой видеомикроскоп 1 – направляющие; 2 – винт перемещения по горизонтали; 3 – винт перемещения по вертикали; 4 – фокусирующий винт; 5 – объектив; 6…

Цифровой видеомикроскоп 1 – направляющие; 2 – винт перемещения по горизонтали; 3 – винт перемещения по вертикали; 4 – фокусирующий винт; 5 – объектив; 6…

Цифровой видеомикроскоп
1 – направляющие;
2 – винт перемещения по горизонтали;
3 – винт перемещения по вертикали;
4 – фокусирующий винт;
5 – объектив;
6 – осветитель;
7 – винт вертикального перемещения осветителя;
8 – винт вращения осветителя

Электронный блок управления СЗМ NanoEducator

Физическая структура компакт-дисков

Физическая структура компакт-дисков

Физическая структура компакт-дисков

CD-R — разновидность компакт-диска (CD), для однократной записи информации. Обычный CD-R представляет собой тонкий диск из прозрачного пластика — поликарбоната — толщиной 1,2 мм, диаметром 120 мм (стандартный), весом 16-18 гр. Ёмкость стандартного CD-R составляет 74 минуты аудио или 650 МБ данных. Поликарбонатный диск имеет спиральную дорожку для направления луча лазера при записи и считывании информации.

CD-RW — разновидность компакт-диска (CD) для многократной записи информации. CD-RW во многом похож на CD-R, но его регистрирующий слой сделан из особого сплава металлов (как правило, AgInSbTe - серебро-индий-сурьма-теллур), который при сильном нагреве лазером из кристаллического состояния переходит в аморфное (проще говоря, стекленеет).

DVD-R - формат записываемого DVD. Диски DVD-R состоят из двух склеенных акриловых дисков толщиной 600 мкм каждый.

Структура CD-R

Структура CD-RW

Сравнительная таблица CD DVD

Сравнительная таблица CD DVD

Сравнительная таблица

CD

DVD

Стандартный CD вмещает до 700 Мб данных

Стандартный DVD-5 вмещает до 4,7 Гб данных, существует и много разновидностей повышенной емкости

Расстояние между дорожками – 1,6 мкм

Расстояние между дорожками – 0,74 мкм

Длина волны лазера для считывания и прожига – 780 нм

Длина волны лазера для считывания и прожига – 650 нм

Однослойные односторонние диски

Могут быть двухслойными и двухсторонними

CD DVD

CD DVD

CD

DVD

Изготовление образцов Нам понадобилось: −

Изготовление образцов Нам понадобилось: −

Изготовление образцов

Нам понадобилось:
− CD и DVD- диски (чистые и с записью текста, фото, видеоизображений) ;
− ножницы;
− двойной скотч;
− пинцет.
В результате получилось 12 исследуемых образцов

Образцы компакт-дисков разных форматов с записью разного вида информации

Образцы компакт-дисков разных форматов с записью разного вида информации

Образцы компакт-дисков разных форматов с записью разного вида информации

Результаты исследований чистый текст чистый чистый текст текст фото фото фото видео видео видео

Результаты исследований чистый текст чистый чистый текст текст фото фото фото видео видео видео

Результаты исследований

чистый

текст

чистый

чистый

текст

текст

фото

фото

фото

видео

видео

видео

CD-R

CD-RW

DVD-R

Выводы При проведении сравнительного анализа полученных изображений исследуемых образцов мы обнаружили:

Выводы При проведении сравнительного анализа полученных изображений исследуемых образцов мы обнаружили:

Выводы

При проведении сравнительного анализа полученных изображений исследуемых образцов мы обнаружили:
При сравнении дисков разных форматов их поверхности отличаются вследствие различия структуры этой поверхности при производстве.
При сравнении дисков одного формата, но с наличием различного вида информации на них (текста, фото, видео), топография поверхности меняется на тех дисках, у которых более сложная физическая структура (CD-RW, DVD-R).
У дисков с форматом DVD-R при записи информации большой емкости (фото, видео) поверхность сглаживается.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.