Original title: Interakce laserového záření a stopovacích částic v kapalném heliu
Translated title: Interaction of laser beam and tracer particles in liquid helium
Authors: Hodic, Jan ; Skrbek, Ladislav (advisor) ; Schmoranzer, David (referee)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2013
Language: cze
Abstract: [cze] [eng]
Práce nejprve v úvodu shrnuje základní poznatky z oblasti mechaniky tekutin, odvození Navierových-Stokesových rovnic, zavedení Reynoldsova čísla a jeho význam a zásadní odvození Stokesova vzorce, vyjadřujícího působení odporu kapaliny na pohybující se kouli. Dále je zmíněna problematika turbulence tekutin. Je zavedena vířivost a nastíněn výzkum turbulence pomocí kapalného helia 4. Jsou uvedeny základní fyzikální vlastnosti helia 4, včetně jeho hydrodynamiky. Následuje uvedení do problematiky kvantové turbulence a popis používané experimentální metody stopovacích částic, jako i základní motivace problému. Je proveden jak přibližný výpočet interakce částice a laserového svazku, tak proveden výpočet přesný pro ideálně kulovou částici. Během výpočtu předpokládám nestlačitelné nevířivé proudění, použiji základní vztahy pro rychlost normální a supratekuté složky ke zformulování okrajových podmínek a vyřeším vzniklou Laplaceovu rovnici. S pomocí Eulerovy rovnice jsem obdržel tlak, potřebný k určení podoby tenzoru napětí, ze kterého jsem získal vztah pro sílu působící na částici a posléze úhel odklonu od svislého směru protiproudu normální a supratekuté složky He II. Vzniklý vztah byl porovnán s experimentálními daty, byla získána experimentální závislost výchylky distribuce horizontální rychlosti částic a změřena... The thesis resums the base knowledges of the domain of the fluid mechanics, deduction of the Navier-Stokes equations, introduction of the Reynolds number and its difference and a fundamental deduction of the Stokes formula, expressing a depending of the resistance of a fluid on a moving sphere. There are the problematic of turbulence including of energetical spectrum by Kolmogorov, cascade mechanism of disintegration of vortices and Kolmogorov length analysed too. There are introduced vorticity and Rayleigh number the exploration of the classical turbulence using liquid helium 4 in this thesis. There are stated the basical physical possesions of the helium 4 here, including of its phase diagram and double- componental model. Special chapture pays attention to the hydrodynamics o helium 4, especially to the relation from pressure to temeprature. After it comes introduction to quantum turbulence, including of the basical formulae and description of the used experimental method of the partical tracker, as well asthe basical motivation of the problem. There is calculated an approximate calculation of the interaction between a particle and a laser beam, as well as an exact calculation for a spherical particle. During the calculation is presumed uncompressible, non-vorticose flowing, using basical formulae for...
Keywords: liquid helium; thermal counterflow; tracking particles; kapalné helium; protiproud normální a supratekuté složky; stopovací částice

Institution: Charles University Faculties (theses) (web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository.
Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/54723

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-324017


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Charles University > Charles University Faculties (theses)
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses