ВИСОКОШВИДКІСНИЙ КОМП’ЮТЕРНИЙ ПОЛЯРИМЕТР НА ОСНОВІ CMOS МАТРИЦІ

Автор(и)

  • Олександр Федорович Винник Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди https://orcid.org/0000-0001-5130-5056
  • Тетяна Яківна Грановська Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди https://orcid.org/0000-0003-2683-839X
  • Роман Іванович Кратенко Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди https://orcid.org/0000-0002-5325-0543

DOI:

https://doi.org/10.28925/2414-0325.2023.151

Ключові слова:

комп’ютерний поляриметр, CMOS, SchoolKit, ColorKit

Анотація

В умовах епідемії COVID-19 та повномасштабної війни в Україні особливо відчувається недостатня кількість комп’ютерного обладнання для проведення онлайн хімічного експерименту. Виникла гостра необхідність розробки навчального комп’ютерного обладнання для проведення лабораторного експерименту в умовах дистанційної освіти
Запропоновано новий принцип роботи поляриметра, що ґрунтується на комп’ютерній обробці зображення що виникає при пропусканні оптично поляризованого світла послідовно через оптично активний розчин, прозору пластину із внутрішніми напруженнями та аналізатор. Розроблено високошвидкісний комп’ютерний поляриметр на основі CMOS матриці, виготовлено діючу модель та апробовано її. Пристрій відрізняється від інших тим, що використовує принципово новий спосіб обробки візуальних даних та не містить жодних механічних компонентів та поляризаційних модуляторів, простий у виготовленні, надійний. Програмне забезпечення поляриметра дозволяє накопичувати дані у вигляді таблиць та відображати у графічній формі у режимі реального часу.
Комп’ютерний поляриметр 2 роки застосовується під час лабораторних занять із курсу механізми органічних реакцій, у тому числі в он-лайн режимі. Зокрема, за допомогою нього експериментально визначалися константи кислотного гідролізу сахарози при різних температурах, концентраціях кислоти та сахарози. Наочне відображення результатів вимірювання, стабільність роботи пристрою та гарна відтворюємість експериментально отриманих даних дозволяє інтенсифікувати та або оптимізувати навчальний процес за рахунок автоматизації вимірювань. Після удосконалення та валідації прилад планується використовувати у науковій роботі.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Linchevsjkyj, I. V., Ponomarenko, L. P., & Chursanova, M. V. (2023). Moduljacijna poljarymetrija (yzd. KPI im. Ighorja Sikorsjkogho). Kyjiv.

Zabolotna, N. I., Sholota, V. V., & Kolivoshko, A. I. (2018). Analiz metodiv ta system lazernoji poljarymetriji dlja vidtvorennja anizotropnykh parametriv biologhichnykh shariv. Biomedychni Optyko-Elektronni Systemy Ta Prylady, 60-71.

Rovyra, R. U., Tuzhanskyj, S. E., Savenkov, S. N., Pavlov, S. V., Chunykhyna, E. Y., Kolomyec, Y. S., & Klymov, A. S. (2014). Metod y poljarymetrycheskaja systema lokaljnoj dyfferencyacyy patologhyj anyzotropnikh byotkanej. Fotobiologhija ta fotomedycyna (3,4), 113-119.

Hough, J. (2006, June). Polarimetry: a powerful diagnostic tool in astronomy. Astronomy & Geophysics, 47, 31-35. https://doi.org/10.1111/j.1468-4004.2006.47331.x

Stam, D. M., Hovenier, J. W., & Waters, L. B. (2004, December). Using polarimetry to detect and characterize Jupiter-like extrasolar planets. Astronomy & Astrophysics, 428, 663-672. https://doi.org/10.1051/0004-6361:20041578

Camara, C. A. (2021). Construction of a Low-Cost Polarimeter For Educational Purposes. Quimica Nova, 44(3), 361-365. http://dx.doi.org/10.21577/0100-4042.20170661

Mehta, A., & Greenbowe, T. J. (2011, August). A Shoebox Polarimeter: An Inexpensive Analytical Tool for Teachers and Students. Journal of Chemical Education, 88, 1194-1197. https://doi.org/10.1021/ed1011635

Crisp, M. G., Kable, S. H., Read, J. R., & Buntine, M. A. (2011). A disconnect between staff and student perceptions of learning: an ACELL educational analysis of the first year undergraduate chemistry experiment 'investigating sugar using a home made polarimeter'. Chemistry education research and practice, 12, 469-477. https://doi.org/10.1039/C0RP90015J

Shavitz, R. (1978). Easily Constructed Student Polarimeter. Journal of chemical education, 55, 682. https://doi.org/10.1021/ed055p682

Tumerman L.A. (1974). Patent No. #374972. SSSR.

Utkin, G. I. (2001). Compact turbopolarimeter. In M. Pluta (Ed.), Lightmetry: metrology, spectroscopy, and testing techniques using light, 4517, pp. 153-157. https://doi.org/10.1117/12.435966

Kudrjavcev, V. Y. (1946). Patent No. #65654. SSSR.

Vorobiev, D., Ninkov, Z., & Gartley, M. (2014). Polarization in a snap: imaging polarimetry with micropolarizer arrays. In D. B. Chenault, & D. H. Goldstein (Ed.), Polarization: measurement, analysis, and remote sensing xi, 9099. https://doi.org/10.1117/12.2053164

Myhre, G., Hsu, W.-L., Peinado, A., LaCasse, C., Brock, N., Chipman, R. A., & Pau, S. (2012, December). Liquid crystal polymer full-stokes division of focal plane polarimeter. Optics express, 20, 27393-27409. https://doi.org/10.1364/OE.20.027393

Vidjmachenko, A. P., Ivanov, Ju. S., & Synjavsjkyj, I. I. (2015). Rozrobka poljaryzatora zobrazhuvaljnogho poljarymetra na osnovi poljaryzacijnykh plivok. Kosmichna nauka i tekhnologhija, 21(4), 19-23.

Dereniak, E. L. (2013). Novel imaging spectrometers and polarimeters. In O. V. Angelsky (Ed.), Eleventh international conference on correlation optics, 9066. https://doi.org/10.1117/12.2049315

Saito, N., Odate, S., Otaki, K., Kubota, M., Kitahara, R., & Oka, K. (2013). Proceedings of spie. Wide field snapshot imaging polarimeter using modified Savart plates, 8873. San Diego. https://doi.org/10.1117/12.2022829

Wang, R., Zhou, J., Zeng, K., Chen, S., Ling, X., Shu, W., . Wen, S. (2020, January). Ultrasensitive and real-time detection of chemical reaction rate based on the photonic spin Hall effect. Apl photonics, 5, 016105, 7p. https://doi.org/10.1063/1.5131183

Dereniak, E. L. (2014). Proceedings of spie. From the outside looking in: Developing snapshot imaging spectro-polarimeters, 9186. San Diego. https://doi.org/10.1117/12.2063979

Rozrobka stenda z doslidzhennja poljaryzacijnykh efektiv (2020). (M. O. Maslov, Trans.) https://openarchive.nure.ua/items/32ae9a2f-2d3b-4423-9d73-d319737c8ed2

Vinnik, A., Komisova, T., & Kratenko, R. (2021). Development of schoolkit software. Electronic Scientific Professional Journal “Open Educational E-Environment of Modern University”, (11), 32–48. https://doi.org/10.28925/2414-0325.2021.113

Kiatronics (2012). 28BYJ-48 – 5V Stepper Motor. Cherrywood Tauranga New Zealand: Welten Holdings Ltd - Specifications subject to change without further notice. From https://www.vernier.com/files/manuals/chem-pol.pdf

Vernier. (Beaverton). Chemical Polarimeter (Order Code CHEM-POL) (2012). Vernier Software & Technology. https://www.vernier.com/files/manuals/chem-pol.pdf

Vernier. (2023). Polarimeter (Chemical). (Vernier). https://www.vernier.com/product/polarimeter-chemical

Brazuelo, L., & Hong, W. (2020). Kinetics of sucrose inversion at 20C by polarimetry. https://www.researchgate.net/profile/Laura-Brazuelo/publication/343970485_KINETICS_OF_SUCROSE_INVERSION/links/6115993f1ca20f6f861b574b/KINETICS-OF-SUCROSE-INVERSION.

Downloads


Переглядів анотації: 104

Опубліковано

2023-11-30

Як цитувати

Винник, О. Ф., Грановська, Т. Я., & Кратенко, Р. І. (2023). ВИСОКОШВИДКІСНИЙ КОМП’ЮТЕРНИЙ ПОЛЯРИМЕТР НА ОСНОВІ CMOS МАТРИЦІ. Електронне наукове фахове видання “ВІДКРИТЕ ОСВІТНЄ Е-СЕРЕДОВИЩЕ СУЧАСНОГО УНІВЕРСИТЕТУ”, (15), 1–17. https://doi.org/10.28925/2414-0325.2023.151

Номер

Розділ

Статті