Gouy rovnováha - Gouy balance
The Gouy rovnováha, vynalezl Louis Georges Gouy, je zařízení pro měření magnetická susceptibilita vzorku.
Pozadí
Tato sekce potřebuje expanzi. Můžete pomoci přidávat k tomu. (Srpna 2018) |
Mezi širokou škálu zájmu o optiku, Brownův pohyb a experimentální fyziku měl Gouy také silné intriky pro fenomény magnetismu. Gouy odvodil matematický výraz, který ukazuje, že síla je úměrná objemová náchylnost pro interakci materiálu v uniformě magnetické pole v roce 1889. Z této derivace navrhl Gouy, že měření rovnováhy provedená pro trubky materiálu zavěšené v magnetickém poli mohou vyhodnotit jeho vyjádření objemové citlivosti. Ačkoli Gouy sám nikdy netestoval vědecký návrh, tato jednoduchá a levná metoda se stala základem pro měření magnetické susceptibility a plánem pro rovnováhu Gouy.[1]
Postup
Gouyova rovnováha měří zjevnou změnu hmotnosti vzorku, jak je odpuzována nebo přitahována oblastí vysokého magnetické pole mezi póly.[2] Některé komerčně dostupné váhy mají ve své základně port pro tuto aplikaci. Při použití je dlouhý válcovitý vzorek, který má být testován, zavěšen na a Zůstatek, částečně vstupující mezi póly a magnet. Vzorek může být v pevné nebo kapalné formě a je často umístěn ve válcovité nádobě, jako je zkumavka. Pevné sloučeniny jsou obecně rozemlety na jemný prášek, aby byla zajištěna uniformita vzorku.[3] Vzorek je zavěšen mezi magnetickými póly prostřednictvím připojeného vlákna nebo provázku.[2] Experimentální postup vyžaduje provedení dvou samostatných odečtů. Počáteční odečet váhy se provádí na sledovaném vzorku bez magnetického pole (m A). Následné odečtení váhy se provede aplikovaným magnetickým polem (mb). Rozdíl mezi těmito dvěma odečty souvisí s magnetickou silou na vzorek (mb - mA).[2]
Pojem
Zdánlivá změna hmotnosti ze dvou odečtených hodnot vyvážení je výsledkem magnetické síly na vzorek. Magnetická síla působí přes gradient silného a slabého magnetického pole. Ukázka s a paramagnetické sloučenina bude stažena směrem dolů k magnetickému a poskytne pozitivní rozdíl ve zdánlivé hmotnosti mb - mA. Diamagnetický sloučeniny nemohou vykazovat žádnou zjevnou změnu hmotnosti nebo negativní změnu, protože vzorek je mírně odpuzován aplikovaným magnetickým polem.[4] U paramagnetického vzorku je magnetická indukce silnější než aplikované pole a magnetická susceptibilita je pozitivní. Diamagnetický vzorek má magnetickou indukci mnohem slabší než aplikované pole a příslušnou negativní magnetickou susceptibilitu.[5] Následující matematická rovnice spojuje zdánlivou změnu hmotnosti s objemovou citlivostí vzorku:
- mb - mA = zjevný rozdíl v hmotnosti
- g = gravitační zrychlení
- K.1 = objemová citlivost média, obvykle vzduchu, a zanedbatelné hodnoty
- K.2 = objemová citlivost vzorku
- H = aplikované magnetické pole
- A = plocha zkumavky se vzorkem
Nástroj
V praktickém zařízení je celá sestava váhy a magnetu uzavřena ve skleněné krabici, aby bylo zajištěno, že měření hmotnosti nebude ovlivněno proudy vzduchu. Vzorek lze také uzavřít do a termostat aby bylo možné provádět měření při různých teplotách.[6] Vzhledem k tomu, že vyžaduje velký a silný elektromagnet, je váha Gouy stacionárním nástrojem trvale umístěným na lavičce.[2] Přístroj je často umístěn na mramorovém vyvažovacím stole v nevětrané místnosti, aby se minimalizovaly vibrace a rušení z prostředí.[5] Stacionární magnetická rovnováha Gouy je často elektromagnet připojeno ke zdroji energie, protože postup vyžaduje záznam váhy s aplikovaným magnetickým polem i bez něj.
Viz také
Reference
- ^ Andrea Sella, „Gouy’s Tube“, Royal Society of Chemistry, 2010
- ^ A b C d Saunderson, A. (1968). "Permanentní magnetická rovnováha gouy". Fyzikální výchova. 3 (5): 272–273. Bibcode:1968PhyEd ... 3..272S. doi:10.1088/0031-9120/3/5/007.
- ^ A b Brubacher, L .; Stafford, F. (1962). "Magnetická susceptibilita: laboratorní experiment fyzikální chemie". Journal of Chemical Education. 39 (11): 574. Bibcode:1962JChEd..39..574B. doi:10.1021 / ed039p574.
- ^ Neele Holzenkaempfer, Jesse Gipe „Magnetické vlastnosti koordinačních komplexů“, UCDavis ChemWiki
- ^ A b Liang, S.H .; Harrison, B.H .; Pagotto, J.G. (1987). Stanovení koncentrací impregnačních látek na uhlí typu ASC (Zpráva). Založení obranného výzkumu Ottawa.
- ^ Earnshaw, Alan (1968). Úvod do magnetochemie. Akademický tisk.str. 89