Техника - молодёжи 2003-10, страница 16

том, что измерения проводят не неподвижным а вибрирующим кантилеве-ром, колебания которого возбуждают внешний пьезогенератор При приближении его к изучаемому объекту характер этих колебаний становится иным, причем изменение амплитуды в основном зависит от рельефа поверхности, а фаза чувствительна к ее фи зическим свойствам (эластичность вязкость и др )

Основные рабочие органы сканирующего зондового микроскопа — сканер, измерительная головка и кан-тилевер Большую роль играет и компьютер, на котором обрабатывают всю поступающую в процессе исследования информацию выдавая ее в виде картинки на экран Самое важное устройство современного сканирующего микроскопа — кантилеверы. Для изучения различных свойств объектов необходимо большое число модификации кантилеверов Однако для их замены нужно время да и установить каждый очередной точно в исследуемое место просто невозможно Вот почему инженеры компании «НТ-МТД» создали многозондовые картриджи, любой из которых включает в себя несколько десятков игл с различными покрытиями и характеристиками Кроме того на основе базовых моделей и многочисленного набора комплектующих устройств можно сделать специальные многофункциональные аппараты.

Помимо основных «обязанностей» — изучения всевозможных объектов со сверхвысоким разрешением, позволяющим видеть не только атомные решетки но и отдельные атомы — зон-довые микроскопы способны модифицировать различные поверхности и менять их структуру с нанометровои точностью О ювелирности подобной работы говорит то, что «нарисованные» таким образом портреты всех россиян с их биографиями уместятся на площадке размером 3x3 см

Приборы (7) такого класса незаменимы в субмикронной электронике, микробиологии, при производстве полимеров (контроль качества и идентификация полученных материалов), в оптической промышленности Во мно гих областях этим уникальным аппаратам просто нет альтернативы Скажем в определении качества глазных линз Их поверхность контролировать довольно сложно так как они прозрачны, и наблюдать их нужно в водном растворе Единственный на сегодня метод оценки который не повреждает их поверхность — зондовая микроскопия Или к примеру производство цифровых видеодисков Сейчас их изготавливают штамповкой со специальных матриц Матрицы делают из маг нитного материала — никеля проверить качество их поверхности никакими другими способами невозможно Словом, сканирующие зондовые микроскопы призваны стать основными физическими и метрологическими инструментами XXI в и

Равиль Н АСЫ РОВ, Ильнур НАСЫРОВ

МАЯТНИК НАСЫРОВЫХ

Открыто новое физическое явление в области электростатики — автоматическая бесконтактная периодическая перезарядка физического объекта.

Получен первый патент на использование изобретенного эффекта.

Для наблюдения этого нового и очень интересного физического явления в области электростатики необходимо весьма простое устройство На горизонтально и неподвижно расположенной леске нужно закрепить одним концом полоску тонкой эластичнои бумаги OA, которая займет отвесное положение На одном уровне с леской и на расстоянии, большем чем длина полоски располагается положительно заряженный электрод В После этого начнутся своеобразные и интригующе интересные движения полоски бумаги Это физическое явление состоит из двух стадии и объясняется следующим

образом В начале первой стадии полоска в электрическом поле поляризуется и на ее ближаиших участках к точке подвеса 0 образуются отрицательные поляризационные заряды А на противоположном конце положительные В связи с этим участок полоски расположенный около точки 0 испытывая притяжение к электроду В постепенно выгибается А противоположный конец полоски наоборот отталкивается от электрода В Отталкивание нижней части полоски усиливается за счет положительных аэроионов летящих от электрода В Таким образом, на нижнем конце полоски происходит суммирование положительных зарядов А на верхней части — частичная нейтрализация отрицательных поляризационных зарядов положительными аэроио

нами, летящими от электрода В Но так как отрицательные заряды преобладают, то эта часть полоски выгибаясь испытывает все возрастающее притяжение к электроду В В результате такого процесса изгиб становится все больше и круче и постепенно (и очень зрелищно) перемещается вдоль по полоске как это показано на рис 1 пунктирными линиями В итоге полоска совершит поворот вокруг точки подвеса О и приобретет форму прямой линии OA, направленной от точки подвеса к электроду В По сути дела, перемещение изгиба вдоль по полоске это и есть перемещение отрицательных поляризационных зарядов в сторону положительно заряженного электрода В

В конце этой первой стадии на концах полоски занявшей положение ОА1 вновь появятся поляризационные заряды А на конце А1 - отрицательные

Вторая стадия физического явления будет происходить следующим образом На участках полоски вблизи точки 0 к положительным поляризационным зарядам добавятся положительные аэроионы летящие от электрода В Поэтому на участках полоски вблизи точки 0 возникнет большая концентрация положительных зарядов В результате этого образуется изгиб, постепенно перемещающийся вдоль по полоске Конец полоски А1 будет испытывать ослабленное притяжение к электроду В из-за того, что часть отрицательных поляризационных зарядов будет нейтрализована положительными аэроиона-ми, летящими от электрода В Поэтому как изгиб так и вся полоска бумаги, удаляясь от электрода В совершит вращательное движение — поворот вокруг точки подвеса 0, как это показано на рис 2 пунктирными линиями

В результате этого полоска примет форму прямой линии ОА1 Затем все описанные процессы повторятся многократно до тех пор пока существует электрическое поле

Процесс перемещения изгиба и в целом полоски бумаги к электроду В или от него с одновременным вращением вокруг оси 0 можно распространить и на вращение различных твердых тел в электрическом поле

Естественно, что в твердых телах мы все эти изгибы и перемещения изгибов наблюдать не можем Но на атомно-мо лекулярном уровне все эти процессы надо полагать, имеют место Поэтому мы и наблюдаем вращение шарообразных тел куска проволоки, надувного шара магнитной стрелки и т д. в электрическом поле

По сути дела вращение твердых тел в электрическом поле происходит по причине перемещения поляризационных (или иных) зарядов по поверхности этих тел. А эти связанные

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 102003