Comptonův generátor - Compton generator

Arthur Compton experimentoval generátorem Compton.

A Comptonův generátor^[1][2] nebo Comptonova trubice^[3] je zařízení pro experiment k prokázání Rotace Země, podobně jako Foucaultovo kyvadlo a do gyroskop zařízení.^[4]

Vysvětlení přístroje

Stahování generátoru Compton.

Generátor Compton je kruhová dutá skleněná prstencová trubka ve tvaru koblihy, jejíž vnitřek je naplněn vodou.^[1] Pokud prstenec leží naplocho na stole, voda v prstenci je stacionární a poté se otočí otočením o 180 stupňů kolem průměru, takže opět leží naplocho na povrchu stolu, který je vodorovný. Výsledkem experimentu je, že se voda po otočení koblihy pohybuje s určitou konstantní rychlostí driftu kolem trubice. Pokud by se stěnami nedocházelo k žádnému tření, voda by dál cirkulovala neomezeně.^[1]

Prsten použitý v počátečním experimentu byl vyroben z mosazné trubky o průměru jednoho palce ohnuté do kruhu o průměru osmnáct palců, kde byla umístěna okna, trubka byla zúžena na průměr asi tři osmi palce.^[5]

Compton použil malé kapičky uhelného oleje smíchaného s vodou k měření rychlosti driftu pod mikroskopem.^[6]

Analýza

Předpokládejme, že průměr skleněné trubice je mnohem menší než průměr prstence, a ${ displaystyle R}$ je poloměr prstence, ${ displaystyle omega}$ je rychlost rotace Země a ${ displaystyle lambda}$ je zeměpisná šířka.

Zpočátku je kruh vodorovný a voda stojí. Za druhé se prstenec poté rychle otočí o 180 ° kolem jeho průměru východ-západ a zastaví se, takže opět leží naplocho na vodorovném povrchu stolu. V tuto chvíli rychlost ${ displaystyle v_ {th}}$ vody v trubici je dáno vztahem
     ${ displaystyle v_ {th} = 2 omega R sin lambda}$

Všimněte si, že rotace ze svislé do svislé polohy produkuje rychlost ${ displaystyle v_ {tv}}$ vody v trubici je dáno vztahem
     ${ displaystyle v_ {tv} = 2 omega R cos lambda}$

Experimentální ověření

Compton použil tuto změřenou rychlost driftu k určení své zeměpisné šířky s přesností na 3%.^[6]

Reference

Bibliografie

Časopis

• Compton, Arthur Holly (1913). „Laboratorní metoda demonstrace rotace Země“. Věda. 37 (960): 803–806. Bibcode:1913Sci .... 37..803C. doi:10.1126 / science.37.960.803. PMID  17838837.
• Compton, Arthur Holly (1915). „Určení zeměpisné šířky, azimutu a délky dne nezávisle na astronomických pozorováních“. Fyzický přehled. 5 (2): 109–117. Bibcode:1915PhRv .... 5..109C. doi:10.1103 / PhysRev 5.109.
• Compton, Arthur Holly (1915). „Sledování otáčení Země“. Dodatek Scientific American. 79 (2047supp): 196–197. doi:10.1038 / scientificamerican03271915-196upp.

Knihy

• Hand, Louis N. (1999). Analytická mechanika. Cambridge University Press. ISBN  978-0521575720.
• Taylor, John R. (2005). Klasická mechanika. S.Chand & Company Ltd. ISBN  978-1891389221.
• Blackieho slovník fyziky. S.Chand & Company Ltd. 2000. ISBN  978-8121942379.