Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Киршвинк Дж. -> "Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1" -> 80

Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.

Киршвинк Дж., Джонса Д. Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 — М.: Мир, 1989. — 353 c.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка): biogenniymagnetit1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 150 >> Следующая

затем приложить возрастающее поле в направлении, противоположном первоначальному, то при достаточно большом поле будет достигнуто насыщение намагниченности, направленной теперь в соответствии с новым направлением поля. Получающуюся в результате зависимость намагниченности от поля и называют петлей гистерезиса.
Петли гистерезиса бывают самыми разнообразными по форме. Одним из факторов, влияющих на форму петли, является размер частиц образца, причем увеличение их размера приводит, как правило, к тому, что материал становится более мягким, т. е. уменьшается поле, необходимое для его перемагничивания (рис. 4.22. и 4.23). Объясняется это тем, что основным процессом при намагничивании очень мелких однодоменных частиц является поворот магнитного момента частицы в сторону поля (рис. 4.24, А), в то время как намагничивание крупных частиц осуществляется путем смещения доменных стенок, происходящего при меньших полях, чем поворот моментов (рис. 4.24, Б). Частицы среднего размера обычно бывают разделены на области-домены с разным направлением намагниченности, что уменьшает энергию магнитного поля, создаваемого магнитным моментом частицы.
Итак, петля гистерезиса позволяет выделить три характерных состояния. Первое - состояние насыщения, когда все магнитные моменты направлены вдоль внешнего поля. Второе-состояние с остаточной намагниченностью в нулевом поле, которое «помнит» направление достигнутой перед этим намагниченности насыщения. И третье-размагниченное состояние в поле коэрцитивности, т. е. в поле, направленном навстречу намагниченности и сводящем ее к нулю. Обычно указанное поле называют коэрцитивной силой. Для однодоменных частиц намаг-
Рис. 4.23. Типичная петля гистерезиса для много доменного образца.
Н, < Н2 < Hj
Рис 4 24 Процессы намагничивания. А. Поворот магнитного момента в однодоменных частицах. Б. Перемещение доменных стенок в многодоменных частицах.
М Ю 5. Гс-см3
Рис. 4.25. Зависимость магнитного момента препарата твердой мозговой оболочки кита от магнитного поля при ступенчатом намагничивании и размагничивании (см. текст).
ниченность насыщения не сильно превышает остаточную намагниченность, а коэрцитивная сила довольно высока - порядка 104-105 А/м. В многодоменных образцах, где намагниченность изменяется из-за смещения доменных границ, коэрцитивная сила значительно меньше, а остаточная намагниченность может составлять малую долю намагниченности насыщения.
Таким образом, размеры частиц в образце можно оценить, исследуя магнитные характеристики, резко различающиеся в одно- и многодоменном состояниях (см., например, Day et al., 1967а). Подобными характеристиками могут служить отношение остаточной намагниченности к намагниченности насыщения и коэрцитивная сила. На рис. 4.25 представлены зависимости магнитного момента препарата твердой мозговой оболочки кита от приложенного поля. Это - магнитно-твердый материал: чтобы достичь намагниченности, равной половине намагниченности насыщения, необходимо приложить поле ~ 500 Э, а для получения насыщения необходимо поле 2 кЭ. Коэрцитивная сила равна примерно 300 Э. Данные, подобные изображенным на рис. 4.25, сравнительно легко получить с помощью криогенного магнитометра, поскольку при этом измеряется только остаточная намагниченность. Намагничивать образцы можно в отдельном соленоиде или электромагните.
Еще одним методом определения магнитной твердости материалов служит размагничивание в переменном поле звуковой частоты (см., например, Collinson et al., 1967). Соответствующее оборудование обычно имеется в лабораториях, где занимаются палеомагнитными исследованиями.
Совместное использование опытов по намагничиванию в постоянном поле и размагничиванию в переменном позволяет исследовать взаимодействия между магнитными частицами (Cisowski, 1981). Сравнение соответствующих зависимостей (рис. 4.26) показывает, что в отсутствие взаимодействия кривые симметричны (рис. 4.26, А), а в тех случаях, когда частицы взаимодействуют (рис. 4.26,5), симметрия нарушается. Последние данные (рис. 4.26, Б) получены на образцах зубцов хитона, в которых, как известно, частицы магнетита упакованы достаточно плотно, и поэтому взаимодействие между ними должно быть сравнительно сильным (Lowenstam, 1962). Кривые, соответствующие упомянутым процессам намагничивания и размагничивания, пересекаются в точке, отвечающей так называемому полю остаточной коэрцитивности. Рассматриваемый метод позволяет также отличать образцы, состоящие из многодоменных частиц, от образцов из взаимодействующих однодоменных частиц. На рис. 4.26, В приведены кривые для породы, содержащей многодоменные частицы магнетита. Видно, что многодоменные частицы легче намагничиваются в малых полях и раньше достигают насыщения.
Магнитная гранулометрия находит применение и в лимнологии для выяснения природы намагниченности донных отложений в озерах. Возможно, часть магнетита этих отложений имеет биологическое происхож-
Крупнозернистый базальт
Рис. 4.26. Кривые намагничивания в постоянных полях (крестики) и размагничивания (точки) в полях звуковых частот (см. текст) для образцов с различными магнитными включениями (Cisowski, 1981). А. Слабо взаимодействующие однодоменные частицы. Б. Сильно взаимодействующие однодоменные частицы. В. Многодоменные частицы. По оси ординат отложена нормированная остаточная намагниченность, по оси абсцисс магнитное поле.
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 150 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed