Эффект Моисея
В физике эффект Мозеса — явление деформации поверхности диамагнитной жидкости магнитным полем . [1] [2] Эффект был назван в честь библейского персонажа Моисея , вдохновленного мифологическим пересечением Красного моря в Ветхом Завете . [2]
Быстрый прогресс в разработке неодимовых магнитов , создающих магнитные поля силой до ок. 1 T позволяет проводить простые и недорогие эксперименты, связанные с эффектом Мозеса и его визуализацией. [3] [4] [5] Приложение магнитных полей порядка 0,5-1 Тл приводит к образованию приповерхностной «ямы» глубиной в десятки микрометров. Напротив, поверхность парамагнитной жидкости поднимается магнитным полем. Этот эффект называется обратным эффектом Моисея. [1] Обычно подспудно предполагают, что форма ямы возникает в результате взаимодействия магнитной силы и гравитации , а форма приповерхностной ямы определяется следующим уравнением:
где χ и ρ — магнитная восприимчивость и плотность жидкости соответственно, B — магнитное поле, g — ускорение свободного падения , а µ 0 — магнитная диэлектрическая проницаемость вакуума. [6] Действительно, форма приповерхностной ямы зависит и от поверхностного натяжения жидкости. Эффект Мозеса позволяет улавливать плавающие диамагнитные частицы и формировать микроструктуры . [7] [8] Приложение магнитного поля ( B диамагнитная жидкость/пар ≅ 0,5 Тл) на границе раздела позволяет приводить в движение плавающие диамагнитные тела и мыльные пузыри. [9] [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Китазава, Коичи; Икезоэ, Ясухиро; Уэтаке, Хиромичи; Хирота, Нориюки (январь 2001 г.). «Воздействие магнитного поля на воду, воздух и порошки». Физика Б: Конденсированное вещество . 294–295: 709–714. Бибкод : 2001PhyB..294..709K . дои : 10.1016/S0921-4526(00)00749-3 .
- ^ Jump up to: а б Хирота, Нориюки; Хомма, Такуро; Сугавара, Хирохару; Китадзава, Коичи; Ивасака, Масакадзу; Уэно, Сёго; Ёкои, Хироюки; Какудате, Ёзо; Фудзивара, Сюдзо (1 августа 1995 г.). «Подъем и падение уровня поверхности водных растворов в сильном магнитном поле» . Японский журнал прикладной физики . 34 (Часть 2, № 8А): L991–L993. Бибкод : 1995JaJAP..34L.991H . дои : 10.1143/JJAP.34.L991 . S2CID 250847546 .
- ^ Лауманн, Дэниел (сентябрь 2018 г.). «Даже жидкости магнитны: наблюдение эффекта Моисея и обратного эффекта Моисея» . Учитель физики . 56 (6): 352–354. Бибкод : 2018PhTea..56..352L . дои : 10.1119/1.5051143 . ISSN 0031-921X .
- ^ Чен, Цзыцзюнь; Дальберг, Э. Дэн (март 2011 г.). «Деформация воды магнитным полем». Учитель физики . 49 (3): 144–146. Бибкод : 2011PhTea..49..144C . дои : 10.1119/1.3555497 . ISSN 0031-921X .
- ^ Донг, Цзюнь; Мяо, Рунцай; Ци, Цзянься (15 декабря 2006 г.). «Визуализация искривленной поверхности жидкости оптическим методом». Журнал прикладной физики . 100 (12): 124914–124914–5. Бибкод : 2006JAP...100l4914D . дои : 10.1063/1.2401315 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Ландау, Л.Д. (1984). Электродинамика сплошных сред . Лифшиц Е.М. (Евгений Михайлович), Питаевский Л.П. (Лев Петрович), Лифшиц Е. М. (Евгений Михайлович), Питаевский, Л. П. (Лев Петрович) (2-е изд., перераб. и англ. изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Пергамон. ISBN 9781483293752 . OCLC 625008916 .
- ^ Кимура, Цунехиса; Ямато, Масафуми; Нара, Акихиро (февраль 2004 г.). «Захват частиц и волнистость поверхности жидкости с помощью микроскопически модулированного магнитного поля». Ленгмюр . 20 (3): 572–574. дои : 10.1021/la035768m . ISSN 0743-7463 . ПМИД 15773077 .
- ^ Уэмура, Т.; Кимура, Т.; Сугитани, М.; Кумакура, М. (19 июня 2006 г.). «Формирование контактных отверстий на выступах полупроводникового чипа за счет эффекта микро-Мозеса». Продвинутые материалы . 18 (12): 1549–1551. Бибкод : 2006АдМ....18.1549У . дои : 10.1002/adma.200600085 . ISSN 0935-9648 . S2CID 137545091 .
- ^ Френкель, Марк; Данчук Виктор; Мултанен, Виктор; Легченкова Ирина; Бормашенко, Елена; Гендельман Олег; Бормашенко, Эдуард (05.06.2018). «На пути к пониманию магнитного смещения плавающих диамагнитных тел, I: Экспериментальные результаты». Ленгмюр . 34 (22): 6388–6395. doi : 10.1021/acs.langmuir.8b00424 . ISSN 0743-7463 . ПМИД 29727191 .
- ^ Легченкова Ирина; Чаниель, Гилад; Френкель, Марк; Бормашенко, Елена; Шовал, Шрага; Бормашенко, Эдуард (сентябрь 2018 г.). «Магнитная деформация границы раздела жидкость/пар приводит к образованию мыльных пузырей» . Поверхностные инновации . 6 (4–5): 231–236. дои : 10.1680/jsuin.18.00022 . ISSN 2050-6252 .