Аппаратура и методика

Аппаратура и методика

Для проведения опытов был сконструирован специальный прибор, который давал возможность быстро замораживать достаточно большой по площади тонкий слой воды. Охлаждение производилось только с одной стороны; одновременно велось наблюдение за поверхностью раздела лед — вода с помощью микроскопа.

Методика работы с прибором обычно заключалась в следующем: в водяную камеру заливалась дистиллированная вода, а охладитель заполнялся смесью сухого льда со спиртом. Чтобы не произошло мгновенного замерзания всего образца, поток тепла от воды к охладителю регулировался с помощью специальных заслонок, изготовленных из материала, имеющего малую теплопроводность. Полностью закрытые в начале опыта заслонки поочередно открывались таким образом, чтобы отвердевание воды началось в нижней части образца и распространялось вверх с желаемой скоростью (Ю-3-Ю-5 см/сек). После того как вся вода превращалась в лед, водяная камера через открытую верхнюю крышку пополнялась водой. Измерение скорости замерзания производилось с помощью шкалы, нанесенной на смотровое стекло. Термический градиент у поверхности определялся термопарами, введенными в водяную камеру через отверстия в ее стенках. Однако основные наблюдения производились с помощью микроскопа через смотровое стекло. Лучшие результаты благодаря достаточному рабочему расстоянию и большой резкости дает использование стереомикроскопа. Работа проводилась с 7-30-кратными увеличениями. Фотоснимки получены при помощи установленной на один из объективов микроскопа 35-миллиметровой однообъективной рефлексной камеры.

Ориентировка фотоснимков относительно образца льда в процессе замерзания. Наиболее интересен участок поверхности раздела лед — вода, т. е. горизонтальная полоса на фотоснимках. Здесь можно непосредственно наблюдать морфологические детали во время замерзания. В этих исследованиях могут быть использованы приемы оптической минералогии, применяемые при изучении одноосных кристаллов в поляризованном свете [13]. Поскольку верхний край растущего ледяного образца имеет клинообразную форму, появляются интерференционные полосы, которые определяют меру «запаздывания». Это дает возможность определить толщину клина и наклон «оптических осей», а следовательно, может быть определена ориентировка кристаллографических осей льда относительно смотрового стекла. Кроме того, ориентировка осей с в плоскости смотрового стекла может быть установлена измерением угла угасания и идентификацией направления «необыкновенного луча». Таким образом, ориентировка ледяных кристаллов во время образца может быть определена довольно точно.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.