Лабораторная работа: Определение магнитной восприимчивости слабомагнитных микрочастиц

в котором вязкое сопротивление не фигурирует. Введем функцию . При этом и траектория частицы описывается соотношением

. (14)

Сравнение зависимости (14) с результатами экспериментального изучения траектории частицы позволяет восстановить магнитофоретический параметр M . При условии, что параметры магнитной системы и , а также плотности частицы и жидкости известны, уравнение (11) позволяет вычислить разность восприимчивостей частицы и жидкости . Далее может быть вычислена либо восприимчивость частиц по известной восприимчивости жидкости либо наоборот. В первом случае будем говорить о прямом методе, во втором – об обратном.

Экспериментальная установка

Рис. Вид установки

Установка (рис. 2, вид сверху) включает в себя измерительную ячейку 1, помещенную между полюсами 2 электромагнита, подсветку 3, блок микроскопирования 4 с цифровой видеокамерой, персональным компьютером 5 предназначенным для обработки результатов видеосъемки. Размеры сечения магнитного стержня составляют 0.4 ´ 4 мм. Блок микроскопирования обеспечивает возможность наблюдения в вертикальной плоскости. Объектив цифровой камеры служит окуляром блока микроскопирования. Процесс движения частицы регистрируется с частотой 30 кадров в секунду. Путем обработки последовательной серии кадров определяется изменение координат частицы во времени.

Рис. 2

В экспериментах стержень изготовлен из трансформаторной стали, его размеры a = 0.2 мм, B = 4 мм и C = 30мм. Напряженность внешнего магнитного поля = 4,5 кЭ. Принимая для намагниченности насыщения стали значение Гс находим .

Проведение эксперимента

1) Из пробирки, содержащей жидкость с исследуемыми частицами, с помощью шприца наберите необходимое количество образца.

2) Поднесите иглу шприца к уравновешивающему плечу канала магнетофоретической ячейки и заполните ячейку жидкостью с исследуемыми частицами.

3) Вставьте ячейку в специальные держатели, находящиеся между обкладками электромагнита.

4) Включите источники питания и установите ток 6 А.

5) Включите цифровую видеокамеру для снятия траектории движения частиц в магнетофоретической ячейке.

6) С помощью полученного видео получите последовательную серию кадров и восстановите в системе координат z,y траекторию движения 3-4 частиц.

7) Используя формулы (11) и (12) определите магнитную восприимчивость частиц.

Литература

1. Кашевский Б.Э., Кашевский С.Б., Прохоров И.В., Александрова Е.Н., Истомин Ю.П. Магнитофорез и магнитная восприимчивость опухолевых клеток HeLa. \\ Биофизика, 2006; Т.51, №6.

2. Oberteuffer J.A. // IEEE Trans. Magn. 1974.V. MAG-10. P. 223¾238.

3. Вонсовский С.В., Магнетизм. – М.: Наука 1971.

4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. 620 c.

5. Чечерников В.И. Магнитные измерения. – М.: Изд. МГУ, 1969.