कैनसस स्टेट फाइबर ऑप्टिक सफलता के साथ इलेक्ट्रॉनिक्स शिक्षा को बढ़ावा देता है

पारंपरिक भौतिकी प्रयोगशालाएँ अक्सर छात्रों को दोहराए जाने वाले प्रयोगों के माध्यम से अच्छी तरह से स्थापित सिद्धांतों को सत्यापित करने तक सीमित रखती हैं। यह दृष्टिकोण वास्तविक दुनिया की इंजीनियरिंग चुनौतियों पर ज्ञान लागू करने के लिए बहुत कम जगह छोड़ता है। कंसास स्टेट यूनिवर्सिटी का फिजिकल मेजरमेंट्स एंड इंस्ट्रुमेंटेशन (PMI) कोर्स इलेक्ट्रॉनिक्स और इंस्ट्रुमेंटेशन को कैसे पढ़ाया जाता है, इसे बदलकर इस अंतर को संबोधित करता है।

PMI कोर्स इलेक्ट्रॉनिक्स, इंस्ट्रुमेंटेशन और LabVIEW प्रोग्रामिंग को हाथों-हाथ प्रयोगों में एकीकृत करता है जो वास्तविक माप चुनौतियों का समाधान करते हैं। एक उत्कृष्ट परियोजना में फाइबर ऑप्टिक केबलों के माध्यम से प्रकाश की गति को मापना शामिल है—एक प्रदर्शन जो कार्यक्रम के अभिनव दृष्टिकोण को समाहित करता है।

इस प्रयोग में, छात्र लेजर डायोड को चलाने के लिए वर्ग तरंग संकेत उत्पन्न करने के लिए NI ELVIS विकास बोर्ड का उपयोग करते हैं। सेटअप में शामिल हैं:

• एक प्राथमिक लेजर डायोड जो 2 किमी टेलीकॉम-ग्रेड फाइबर के माध्यम से प्रकाश स्पंदनों का उत्सर्जन करता है
• दो फोटोडायोड प्रारंभिक और प्रेषित स्पंदनों का पता लगाते हैं
• पहचान घटनाओं के बीच सटीक समय माप

1.25 MS/s नमूना दरों पर LabVIEW सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हुए, छात्रों ने फोटोडायोड संकेतों के बीच 10.16 माइक्रोसेकंड का औसत समय अंतर दर्ज किया। Tektronix TDS 210 ऑसिलोस्कोप के साथ समानांतर माप ने 10.05 माइक्रोसेकंड दिखाया, जो कार्यप्रणाली को मान्य करता है। इन मापों ने फाइबर के माध्यम से 2.054 × 10 ⁸ m/s की गणना की गई प्रकाश गति उत्पन्न की, जो 1.4606 के अपवर्तक सूचकांक के अनुरूप है—उद्योग मानकों के अनुरूप।

फाइबर ऑप्टिक्स प्रयोग पाठ्यक्रम के बहुआयामी सीखने के परिणामों का उदाहरण देता है:

• डेटा अधिग्रहण और विश्लेषण के लिए उन्नत LabVIEW प्रोग्रामिंग
• NI ELVIS प्रोटोटाइपिंग बोर्ड पर सर्किट डिज़ाइन
• माप अनिश्चितता का सांख्यिकीय मूल्यांकन
• Schmitt ट्रिगर और काउंटर-टाइमर सहित समय विधियों की खोज

PMI पाठ्यक्रम नए शोधों के साथ विकसित होना जारी है:

• फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव अध्ययन
• फ्रैंक-हर्ट्ज़ प्रयोग कार्यान्वयन
• एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी अनुप्रयोग
• संतृप्ति अवशोषण तकनीक
• Mössbauer प्रभाव माप

इन परियोजनाओं का उद्देश्य सैद्धांतिक भौतिकी को व्यावहारिक इंस्ट्रुमेंटेशन डिज़ाइन के साथ जोड़ना है, जो छात्रों को जटिल इंजीनियरिंग चुनौतियों के लिए तैयार करता है। भविष्य के संवर्द्धन में नमूना-और-होल्ड सर्किट और उन्नत समय प्रणालियों सहित अतिरिक्त डेटा अधिग्रहण प्रौद्योगिकियों को शामिल किया जाएगा।

विश्वविद्यालय ने कार्यक्रम के सीखने के उद्देश्यों को प्राप्त करने में इसकी प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए अनुदैर्ध्य अध्ययन शुरू किया है। यह शोध पाठ्यक्रम की संरचना और वितरण विधियों में निरंतर सुधारों को सूचित करेगा, जो उद्योग की आवश्यकताओं के साथ संरेखण सुनिश्चित करता है।

कठोर सिद्धांत को हाथों-हाथ इंस्ट्रुमेंटेशन विकास के साथ मिलाकर, कंसास स्टेट यूनिवर्सिटी का PMI कोर्स इंजीनियरिंग शिक्षा के लिए एक नया प्रतिमान स्थापित करता है—एक ऐसा जो छात्रों को आधुनिक तकनीकी क्षेत्रों में आवश्यक तकनीकी दक्षता और समस्या-समाधान मानसिकता दोनों से लैस करता है।