Gouy egyensúly

A Louis Georges Gouy által feltalált Gouy-mérleg egy minta mágneses érzékenységének mérésére szolgál .

Kontextus

Az optika, a Brown-mozgás és a kísérleti fizika kutatása mellett Gouy nagy érdeklődést mutatott a mágneses jelenségek iránt is. 1889-ben levezetett egy matematikai kifejezést, amely megmutatja, hogy az erő arányos az anyag kölcsönhatásának térfogati érzékenységével az egységes mágneses mezőben . Ebből a származékból Gouy azt javasolta, hogy a mágneses mezőben szuszpendált anyagú csöveknél végzett egyensúlyi mérések értékelhessék annak expresszióját a térfogatra való érzékenység szempontjából. Bár Gouy soha nem tesztelte ezt a hipotézist, ez az egyszerű és olcsó módszer vált a mágneses érzékenység mérésének alapjává és Gouy egyensúlyának tervrajzává.

Eljárás

A Gouy-mérleg méri a minta tömegének látszólagos változását, amikor azt a pólusok közötti erős mágneses tér tartománya taszítja vagy vonzza . Egyes kereskedelmi forgalomban kapható mérlegek alján egy port található az alkalmazáshoz. A használat során egy hosszú hengeres minta lóg egy mérlegtől, és részben behatol egy mágnes pólusai közé . A minta lehet szilárd vagy folyékony formában, és gyakran hengeres tartályba, például kémcsőbe kerül. A szilárd vegyületeket általában finom porrá őrlik a minta egyenletességének biztosítása érdekében. A mintát egy mágneses pólusok között egy csatolt huzalon vagy húron keresztül függesztjük fel. A kísérleti eljárás két külön olvasást igényel. A kérdéses mintán mágneses tér (m a) nélkül kiindulási mérleg-leolvasást végeznek . A mérleg későbbi leolvasását mágneses térrel végezzük (m b ). A két leolvasás közötti különbség a mintára gyakorolt mágneses erővel függ össze (m b - m a ).

Koncepció

A két mérleg leolvasása közötti látszólagos tömegváltozás a mintára kifejtett mágneses erőből származik. A mágneses erőt egy erős és gyenge mágneses tér gradiensén alkalmazzák. A paramágneses vegyülettel rendelkező mintát a mágnes felé kell húzni, és pozitív különbséget eredményez az m b - m a látszólagos tömegben . A diamagnetikus vegyületek nem mutathatnak semmilyen nyilvánvaló súlyváltozást vagy negatív változást, mert a mintát kissé taszítja az alkalmazott mágneses mező. Paramágneses minta esetén a mágneses indukció erősebb, mint az alkalmazott mező, és a mágneses érzékenység pozitív. A diamágneses minta mágneses indukciója jóval alacsonyabb, mint az alkalmazott tér, és ennek negatív mágneses érzékenysége van. Az alábbi matematikai egyenlet a tömeg látszólagos változását viszonyítja a minta térfogat-érzékenységéhez:

{\ displaystyle {\ text {Force}} = (m_ {b} -m_ {a}) \, g = {\ frac {1} {2}} (K_ {2} -K_ {1}) \, A \, H ^ {2}}

vagy:

{\ displaystyle m_ {b} -m_ {a}}

a látszólagos tömegkülönbség,

g

a gravitációs gyorsulás ,

K_ {1}

a közeg térfogat-érzékenysége (általában levegő, és elhanyagolható értékű),

K_ {2}

a mintaé,

H

az alkalmazott mágneses mező,

A

mintacső felületén.

Hangszer

Kísérleti berendezésben a mérleg és a mágnes teljes készletét üvegdobozba zárják, hogy a súlymérést ne befolyásolják a huzatok. A minta termosztátba is zárható, így különböző hőmérsékleteken lehet méréseket végezni. Mivel nagy és nagy elektromágnesre van szükség, a Gouy-mérleg állandóan egy padra szerelt álló eszköz. A készüléket gyakran egy márványasztalon, egy nem szellőző helyiségben helyezik el a vibráció és a környezeti zavarok minimalizálása érdekében. A Gouy-mérleg álló mágneses rendszere gyakran egy áramforráshoz kapcsolt elektromágnes , mivel az alkalmazott mágneses térrel és anélkül is méréseket kell végezni.

Lásd még

Hivatkozások

Andrea Sella, "Gouy's Tube" , Királyi Kémiai Társaság , 2010
Saunderson, „ A Permanent Magnet Gouy Balance ”, Physics Education , vol. 3, N o 5,1968, P. 272–273 ( DOI 10.1088 / 0031-9120 / 3/5/007 , Bibcode 1968PhyEd ... 3..272S )
Brucacher és Stafford, " Mágneses érzékenység ", J. Chem. Educ. , vol. 39,1962, P. 574 ( DOI 10.1021 / ed039p574 , Bibcode 1962JChEd..39..574B )
Neele Holzenkaempfer, Jesse Gipe "mágneses tulajdonságai koordinációs komplexek" , UCDavis ChemWiki
(en) SH Liangauteur2 = BH Harrison, az ASC típusú faszén impregnáns koncentrációinak meghatározása , Ottawa, Ottawa Defense Research Establishment,1987( online olvasás ).
Alan Earnshaw , Bevezetés a magnetokémiába , Academic Press ,1968o. 89