4.1. Методы измерения магнитной восприимчивости организмов
Измерение магнитной восприимчивости (x) слабо-магнитных органических веществ можно проводить, используя два основных метода (Чечерников, 1969). Первый из них (метод Фарадея - Секстима и его модификации) позволяет получить абсолютные показатели магнитной восприимчивости и основан на измерении механической силы, действующей на образец, помещенный в неоднородное магнитное поле; второй (метод Гуи и его аналоги) дает относительные величины магнитной восприимчивости, регистрируя механическую силу, воздействующую на объект в однородном поле. B неоднородном поле с высоким градиентом напряженности на тело с магнитным моментом M действует сила, составляющая которой по оси a (a=xyz) равна:
где M — магнитный момент, H — напряженность магнитного поля,
градиент поля. Так как магнитный момент M определяется формулой M = om = mxH, где m — масса образца, o — удельная намагниченность, x — магнитная восприимчивость, H—напряженность магнитного поля, то первоначальное соотношение можно отразить в виде
а если учесть восприимчивость воздуха —
где X1 и X2 — соответственно магнитная восприимчивость образца и воздуха,
— величина максимального градиента поля. Измерив силу F и зная величину максимального градиента поля, можно найти значение магнитной восприимчивости исследуемого вещества. Определение величины магнитной восприимчивости в неоднородном поле представляет большие трудности ввиду того, что область, где значение
приблизительно постоянно, имеет очень ограниченные размеры. Помимо подбора минимального диаметра исследуемых объектов при измерении абсолютных показателей магнитной восприимчивости в неоднородном магнитном поле требуется специальное устройство, передвигающее и фиксирующее их в точке с максимальным градиентом поля. Все эти сложности делают метод Фарадея — Секстима и его модификации неприемлемыми для быстрого й широкого использования. Легче измерить относительную величину магнитной восприимчивости в сильном однородном магнитном поле, где величина
практически не имеет никакого значения и определять которую нет надобности. B этих случаях используют эталонное вещество с известной магнитной восприимчивостью. Тогда определение магнитной восприимчивости производится по формуле
где x и xo — удельная магнитная восприимчивость, a m и mо — массы исследуемого образца и эталона соответственно. Применяя относительный метод Гуи, порошком ткани, крови, высушенной массой микроорганизмов или растений заполняют стеклянную пробирку длиной 100 мм и диаметром 8 мм. Магнитную восприимчивость жидкостей измеряют в пробирке 150,0 X 20,0—30,0 мм. Если замеры магнитной восприимчивости проводятся при различных температурах, то нижняя часть пробирки должна иметь небольшой балластный объем, вследствие чего ее вакуумируют. При измерениях магнитной восприимчивости верхняя часть пробирки с порошком помещается в область максимального поля, а нижняя, вакуумированная, должна находиться вне поля, а точнее, в точке, где его напряженность приблизительно равна нулю. B этом случае сила, действующая на образец, направлена вдоль его длины:
где S — площадь поперечного сечения образца. Для определения силы F, действующейна образец в магнитном поле, использовали аналитические весы АДВ-20, к левой чаше которых прикреплялась тонкая медная проволока для подвешивания закрытой притертой пробкой вакуумированной пробирки с биомассой. После уравновешивания рабочей пробирки и ее стабилизации включали электромагнит с напряженностью поля в средней точке зазора 4-105 А/м. Отсчет отклонений стрелки весов по делениям оптической шкалы до и после включения электромагнита производился не менее 5 раз. Магнитная восприимчивость биомассы определялась в нескольких измерениях с учетом Магнитовосприимчивости пустой пробирки и биологического объекта. B качестве абсолютного эталона при проверке весов употреблялась дважды вымороженная бидистиллированная вода (x=—0,721-10-6). Эталоном для относительных измерений служил химически чистый глицерин (x=' = —0,563-10-6). Bo всех случаях навеска опытного вещества составляла 0,5 г тонко измельченного в фарфоровой ступке порошка. Материал, подлежащий измерению магнитной восприимчивости, извлекался и при надобности измельчался неферромагнитными стеклянными или пластмассовыми инструментами. Кровь, молоко, органы и ткани животных и человека, биомасса растений и культуры микроорганизмов высушивались до постоянного веса в химически чистых стеклянных чашках Петри или фарфоровых ступках в автоматически регулируемых сухожаровых камерах при одном и том же температурном режиме, начиная с 50 и заканчивая 80 0C. Точность измерения магнитной восприимчивости в наших опытах находилась в пределах ±0,006-10-6.
8) Ядерна термометрія основана на принципах квантової статистичної фізики ,
1грець. слово – поворот, перетворення.
2Наприклад,
в магнітному полі магнітні моменти
атомів будуть частково вишикуватись
(упорядковуватись) уздовж напрямку
поля, тобто ентропія буде зменшуватись.
І навпаки, вона буде збільшуватись,
якщо магнітне поле вимкнути.
В статистичній
фізиці ентропія системи з великою
кількістю частинок визначається через
логарифм статистичної ваги
(термодинамічна імовірність стану)
даного рівноважного стану
.