Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

IX Всероссийская Интернет-олимпиада

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"

Физика (7-11 класс): 01. Интерференционный датчик

Рис. 1. Устройство атомно-силового микроскопа
Рис. 2. Схема интерферометра

Атомно-силовая микроскопия — простой и информативный метод исследования поверхности наноматериалов. Микроскоп представляет из себя длинный гибкий зонд с заострением на конце (так называемый, кантилевер). Острие кантилевера находится в непосредственной близости от поверхности образца. Положение кантилевера определяется с помощью измерения отклонения лазерного луча, который отражается от верхней поверхности кантилевера. В бесконтактном режиме (т. е. когда зонд не касается поверхности образца) кантилевер совершает колебания под действием специального пьезоэлемента. Если рядом с кантилевером находится образец, они взаимодействуют благодаря силам Ван-дер-Ваальса, поэтому частота и фаза колебаний кантилевера меняется. Система обратной связи перестраивает пьезоэлемент таким образом, что амплитуда колебаний кантилевера остаётся постоянной.

Стандартная система регистрации отклонения лазерного луча состоит из квадратной матрицы фотодиодов (см. рисунок). Конструктор Григорий решил сэкономить на матрице, т. к. она очень дорогая, и заменить её одним фотодиодом с размером приемной площадки 1 мкм. Для этого он предложил свою оптическую схему. Он разделил лазерный луч (длина волны λ = 632 нм) светоделительной пластинкой на два пучка равной интенсивности I0 и один из пучков направил на верхнюю зеркальную поверхность кантилевера под углом α = 1о. Отклонение кантилевера от положения равновесия приводило к изменению интерференционной картины. Григорий разместил фотодиод в той точке экрана, где малые колебания кантилевера приводили к колебаниям фототока с максимальной амплитудой.

а) Как изменялась интерференционная картина при отклонении кантилевера (1 балл)?

б) Чему равна интенсивность света, падающего на фотодиод, если кантилевер не отклонён? Ответ обоснуйте (3 балла).

в) Оцените максимальную амплитуду колебания кантилевера, при которой фотодиод будет выдавать сигнал, близкий к гармоническому (8 баллов). Длину кантилевера считать равной L = 1 мкм.

 

Прикрепленные файлы:
P1.pdf (137.60 Кб.)

 



Решение

Полимерный крокодил Гена
Полимерный крокодил Гена

NAUKA 0+ Фестиваль науки в Москве
8-10 октября в Москве проходит Фестиваль науки NAUKA 0+. В этом году фестиваль соберёт учёных со всех шести континентов нашей планеты, лучших исследователей из России, лауреатов государственных премий, молодых учёных, и, конечно, лауреатов Нобелевской премии.

Названы лауреаты Нобелевской премии по химии
Нобелевскую премию по химии за 2021 год присудили Бенджамину Листу и Дэвиду Макмиллану за разработку методов асимметричного органокатализа

Названы лауреаты Нобелевской премии по физике
Нобелевскую премию по физике за 2021 год присудили трем ученым — Сюкуро Манабе, Клаусу Хассельману и Джорджио Паризи.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.