METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO W PROCESIE STYMULACJI NASION WIĄZKĄ ROZBIEśNĄ

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO W PROCESIE STYMULACJI NASION WIĄZKĄ ROZBIEśNĄ"

Aleksander Kozieł
6 lat temu
Przeglądów:

1 Acta Agrophysca, 5, 5(), METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO W PROCESIE STYMULACJI NASION WIĄZKĄ ROZBIEśNĄ BoŜena Gładyszewska, Agata Dzwulska, Jacek Gown Katedra Fzyk AR, ul. Akademcka, -95 Lubln e-mal: fzar9@ursus.ar.lubln.pl S t r e s z c z e n e. Do badań wykorzystano laser He-Ne oraz nasona lucerny sewnej odmany Legend meszańcowej odmany Radus. Wyznaczono rozkład gęstośc powerzchnowej energ w obszarze naśwetlanym oraz powerzchnę czynną nason. Uwzględnając fakt, Ŝe w obszarze ośwetlonym nasona poruszają sę ruchem jednostajne przyspeszonym uzyskano równane umoŝlwające wyznaczene dawk energ, dostarczanej nasonom, zaleŝnej od parametrów układu dośwadczalnego oraz od powerzchn czynnej. S ł o wa kluczowe: stymulacja, dawka promenowana laserowego, laser He-Ne, lucerna WSTĘP W celu uzyskana duŝych dobrych jakoścowo plonów rośln uprawnych nezbędne jest odpowedne przygotowane nason przed wysewem. MoŜna tego dokonać poprzez ulepszane materału sewnego za pomocą zastosowana naśwetlana przedsewną wązką rozbeŝną lasera He-Ne [7,]. Stymulacja laserowa jest zjawskem fzycznym, które polega na pochłananu energ śwetnej przez nasona, a następne przekształcenu ją w chemczną, wykorzystaną w późnejszym wzrośce rozwoju rośln. Dostarczene energ wpływa na podwyŝszene potencjału energetycznego nason, co ma wpływ na przebeg procesów fzjologcznych w kełkujących nasonach [-4,8]. Zaletam przedsewnej obróbk nason śwatłem lasera He-Ne są: lepsze wschody, przyśpeszone dojrzewane, zwększone plonowane rośln, wększa odporność na choroby nesprzyjające warunk sedlska, a takŝe wyŝsza jakość bologczna przetwórcza plonów [7].

2 68 B. GŁADYSZEWSKA n. Celem nnejszej pracy było ustalene dawk energ promenowana laserowego, padającego na powerzchnę czynną nason lucerny sewnej odmany Legend meszańcowej odmany Radus w procese przedsewnej stymulacj metodą laserowej wązk rozbeŝnej. METODA I UZYSKANE REZULTATY Metoda wązk rozbeŝnej polega na naśwetlanu nason rozproszonym śwatłem lasera helowo-neonowego w trakce ch swobodnego spadku (rys. ) []. Aby wyznaczyć energę promenowana laserowego, jaka jest dostarczana na powerzchnę nason, posłuŝono sę przedstawoną ponŝej procedurą Rys.. Urządzene do przedsewnej laseowej stymulacj nason metodą wązk rozbeŝnej: kosz zasypowy z dozownkem, rynenka, wbrator rynenk, 4 laser, 5 obektyw mkroskopowy, 6 naczyne na nasona Fg.. A stand for pre sowng laser treatment of seeds: chargng hopper wth meterng devce, chute, vbrator, 4 laser, 5 mcroscope lens, 6 seed dsh RóŜnczkowa gęstość energ de otrzymywana przez nasona w czase dt, wyraŝa sę wzorem: de = P(x) dt () gdze P(x) jest rozkładem gęstośc mocy promenowana laserowego w obszarze pokonywanym przez spadające nasona. PonewaŜ spadek nason następuje ruchem jednostajne przyspeszonym, to równane () moŝemy zapsać: dx de = P(x) () v gdze dx jest przyrostem drog, a v(x) aktualną prędkoścą przemeszczana sę nason. Uwzględnając proste zaleŝnośc: v = gt oraz t x g ( x) = (gdze g to przyspeszene zemske) moŝemy zapsać, Ŝe: de = g ()

3 METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 69 Gęstość powerzchnowa dostarczanej energ E wyraŝa sę węc następująco: E = xk x k x dx P(x) v = ( x) g x (mj cm - ) (4) gdze x x k są współrzędnym odpowadającym początkow końcow drog przemeszczających sę nason przez obszar ośwetlony promenowanem laserowym. Aby wyznaczyć energę promenowana ε, dostarczaną nasonom naleŝy uwzględnć takŝe ch powerzchnę czynną S. Wtedy: zaś po podstawenu równana (4) do (5): ε = S g x k x ε = E S (5) (mj) (6) Całkę występującą w równanu (6) moŝemy wyznaczyć bezpośredno z danych eksperymentalnych: xk x n = P x x = x n = P x NaleŜy przy tym pamętać o uwzględnenu przesunęca połoŝena rynenk zsypowej (początek ruchu jednostajne przyspeszonego nason) względem środka obszaru ośwetlonego (w naszym układze mm). Fakt ten jest zawarty w poprawnym przedstawenu rozkładu P(x) (rys. ). (7) 4,5 Powerzchnowa gęstość mocy, The surface power densty (mw. mm - ) 4,5,5,5, x (mm) 6 8 Rys.. Rozkład powerzchnowej gęstośc mocy mw cm - (szare słupk) 6 mw cm - (czarne słupk) promenowana laserowego. X jest odległoścą środka wązk rozbeŝnej od końca rynenk Fg.. Dstrbuton of the surface power densty of mw cm - (gray bars) and 6 mw cm - (black bars) of laser radaton. X s the dstance between the center of the laser beam and the end of the chute

4 64 B. GŁADYSZEWSKA n. Przy zastosowanu dwóch powerzchnowych gęstośc mocy 6 mw cm - oblczona dawka promenowana wynosła około, mw mm -, podczas przemeszczana sę nason przez środek obszaru naśwetlana. Ta sama wartość wynkała z nnego rozkładu gęstośc mocy szerszy rozkład przy mnejszej wartośc maksymalnej oraz węŝszy przy wększej wartośc maksymalnej (rys. rys. 4). 5 Powerzchnowa gęstość mocy, The surface power densty (mw. mm - ) 4,5 4,5,5,5,5,6,4,8,,4,6,,4,8 y (mm),4 x (mm) Rys.. Rozkład powerzchnowej gęstośc mocy promenowana laserowego w obszarze spadku nason. Wyjścowa moc lasera wynosła mw cm -. Strzałka oznacza kerunek przesuwana sę nason Fg.. Dstrbuton of the surface power densty of laser radaton n the area of fall of seeds. The ntal laser power s equal to mw cm -. The arrow shows the drecton of the movement of the seeds Do wykonana pomaru powerzchn czynnej uŝyto kamery CCD połączonej z komputerem. Nasona umeszczono na stolku mkroskopowym przy pomocy kamery wprowadzono ch obrazy do pamęc komputera. Obrazy przetworzono w programe grafcznym zmnejszając lczbę kolorów do dwóch czarnego bałego tak, aby powerzchna nasena była czarna, a tło bałe. Przy pomocy programu Planmetr [5,6] określono powerzchnę czynną S, a następne jej wartość podstawono do wzoru 6. Średne powerzchne określono dla pęćdzesęcu nason lucerny: sewnej odmany Legend meszańcowej odmany Radus (rys. 5 rys. 6) Średna powerzchna czynna nason lucerny odmany Legend wynosła Ś ś =,4 mm, a odmany Radus Ś ś =, mm. Rozrzut statystyczny powerzchn nason, określony odchylenem standardowym dla odmany wynosł Legend σ =,7 mm oraz dla odmany Radus σ =,6 mm.

5 METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 64 5 Powerzchnowa gęstość mocy, The surface power densty (mw. mm - ) 4,5 4,5,5,5,5,6,4,8,,4,6, x (mm),4,4,8 y (mm) Rys. 4. Rozkład powerzchnowej gęstośc mocy promenowana laserowego w obszarze spadku nason. Wyjścowa moc lasera wynosła 6 mw cm -. Strzałka oznacza kerunek przesuwana sę nason Fg. 4. Dstrbuton of the surface power densty of laser radaton n the area of fall of seeds. The ntal laser power s equal to 6 mw cm -. The arrow shows the drecton of the movement of the seeds Powerzchna - Area (mm ) LEGEND,8,6,4,,8,6,4, Numer nasona - Number of seed Rys. 5. Powerzchne czynne nason lucerny sewnej odmany Legend. Powerzchna średna S śr =,4 mm, odchylene standardowe σ =,7 mm Fg. 5. Actve area of the Legend lucerne seeds. The average area S śr =.4 mm, standard devaton σ =.7 mm

6 64 B. GŁADYSZEWSKA n. RADIUS,8,6 Powerzchna - Area (mm ),4,,8,6,4, Numer nasona - Number of seed Rys. 6. Powerzchne czynne nason lucerny meszańcowej odmany Radus. Powerzchna średna S śr =, mm, odchylene standardowe σ =,6 mm Fg. 6. Actve area of the Radus lucerne seeds. The average area S śr =. mm, standard devaton σ =.6 mm PODSUMOWANIE Zaproponowana w pracy metoda wyznaczana dawk energ promenowana laserowego dostarczanej nasonom lucerny sewnej w trakce przedsewnej stymulacj, dotyczy nason poddanych naśwetlanu metodą wązk rozbeŝnej. Procedura ta moŝe być stosowana dla nnych nason rośln uprawnych zarnaków zbóŝ, mających róŝną budowę bologczną powerzchnę czynną S. Zakładając, Ŝe dawka energ pownna być przelczona na jednostkę powerzchn nason, wpływ rozrzutu statystycznego powerzchn ne wpłynąłby znacząco na jej wartość. Ze względu na to, Ŝe nasona posadają nejednorodną budowę są odrębnym organzmam, oblczane dawk energ na nasene, wydaje sę być uzasadnone. PIŚMIENNICTWO. Dygdała Z., Koper R.: Urządzene do przedsewnej bostymulacj nason śwatłem laserowym. Patent UPRP, nr 6598, 99.. Dzwulska A., Koper R.: Wpływ przedsewnej bostymulacj laserowej na kełkowane nason lucerny sewnej. Acta Agrophysca, 8, -9,.. Dzwulska A., Koper R., Wlczek M.: Ocena wpływu śwatła lasera He-Ne na zdolność kełkowana nason konczyny bałej odmany ANDA. Acta Agrophysca, (), 45-44, Gładyszewska B., Koper R., Kornarzyńsk K.: Technologa efekty przedsewnej laserowej bostymulacj nason ogórków. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 454, -9, 998.

7 METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO Gown J.: Komputerowa analza obrazu w badanach własnośc mechancznych źdźbeł zbóŝ. XXXI Mędzyuczelnana Konferencja Metrologów, 7- wrześna 999 Bałystok, -8, Gown J.: Geometry of Cereal Stalk Cross-Secton. Int. Agrophyscs, 4, -6,. 7. Injuszyn W.: Łucz łazera uroŝaj. Kajnar Ałma-Ata, Inyushn V., Chernova O.: Cytologcal and features of the acton of radaton on seed and seedlngs of durum wheat. Krov, Koper R., Mkos-Belak M., Próchnak T., Podleśny J.: Wpływ przedsewnej bostymulacj laserowej nason łubnu bałego na właścwośc chemczne plonów. InŜynera Rolncza, 4 (5), 4-5,.. Podleśny J., Koper R.: Efektywność stosowana przedsewnej obróbk nason łubnu bałego śwatłem laserowym. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 454, 55-6, 998. A METHOD FOR DETERMINATION OF DOSE OF LASER RADIATION ENERGY IN THE PROCESS OF SEED STIMULATION WITH DIVERGENT BEAM BoŜena Gładyszewska, Agata Dzwulska, Jacek Gown Department of Physcs, Unversty of Agrculture, ul. Akademcka, -95 Lubln e-mal: kf@ar.lubln.pl Ab s t r a c t. The basc experment materals for ths study were two varetes of lucerne seeds Legend and Radus. The dstrbuton of surface energy densty n exposure area and actve surface area of seeds were calculated. Takng nto account that n the rradated area seeds were fallng wth unformly accelerated moton, t was possble to determne an equaton whch descrbes the radaton dose reachng the seeds as a functon of the confguraton of expermental layout and the actve surface area of the seeds. K e y wo r d s : stmulaton, dose of laser radaton, He-Ne laser, lucerne

Podobne dokumenty

OCENA WPŁYWU ŚWIATŁA LASERA He-Ne NA ZDOLNOŚĆ KIEŁKOWANIA NASION KONICZYNY BIAŁEJ ODMIANY ANDA

Acta Agrophysica, 2004, 3(3), OCENA WPŁYWU ŚWIATŁA LASERA He-Ne NA ZDOLNOŚĆ KIEŁKOWANIA NASION KONICZYNY BIAŁEJ ODMIANY ANDA Agata Dziwulska 1, Roman Koper 1, Mieczysław Wilczek 2 1 Katedra Fizyki, Akademia