Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Киршвинк Дж. -> "Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1" -> 79

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 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 150 >> Следующая

Температурные зависимости магнитных свойств образцов можно исследовать и с помощью градиентометров, нагревая образцы вне
1 См. также работу Heney Т. L., Pike S. J. Laboratory piezomagnetic experiments on rocks using a SQUID. In: Applications to Geophysics/Eds. H. Weinstock, W.C. Overton-Soc. Explor. Geophys., Tulsa, Oklahoma, 1981, p. 118-125-Прим. перев.
•ю'4
ё \ TRM
2
кн
М5" 265° 373” 417* Рис. 4.19. Термомагнитный способ
Х,*с определения температуры Кюри.
ТЛ
Рис. 4.20. Температурная зависимость остаточной намагниченности многодоменных частиц магнетита в образце тканей ската.
прибора. Очень важной величиной является температура Нееля магнетита-наиболее распространенного материала магнитных включений в биологических образцах. Она равна 586°С, т.е. 859 К.
Характерные температурные точки в случае ферро-, ферри- и антиферромагнетиков могут быть связаны не только с магнитным упорядочением, но и с изменением характера магнитной анизотропии, заключающейся в различиях некоторых магнитных свойств по разным направлениям в магнитном образце. Одной из форм магнитной анизотропии
Рис. 4.21. Схема идентификации магнитного материала по магнитным свойствам.
является магнитокристаллическая анизотропия, обусловленная неэквивалентностью разных направлений в кристалле магнитного материала. Так, кристаллы магнетита при комнатной температуре легче всего намагничиваются во внешнем поле, направленном вдоль пространственной диагонали кубической элементарной ячейки, т. е. вдоль кристаллографической оси [111]. Однако при понижении температуры таким направлением становится ребро элементарной ячейки, т. е. ось [100]. Это связано с переходом кристалла в фазу с орторомбической симметрией в результате небольшого искажения кубической элементарной ячейки. Наблюдение за особенностями изменения остаточной намагниченности при таком переходе может служить простым способом выявления магнетита (Nagata etal., 1964; Fuller, Kobayashi, 1964). Измерения проводят при повышении температуры образца от температуры жидкого азота, предварительно намагнитив его до насыщения. Для измерений можно использовать стандартный магнитометр, использующийся в геофизике, или прибор для измерения магнитной восприимчивости в сильных полях. При температуре перехода остаточная намагниченность резко падает и наблюдаются гистерезисные явления (Kobayashi, Fuller, 1968). Результаты измерений для магнетита из тканей ската Urolophus halleri приведены на рис. 4.20. Описанный метод применим только для образцов, содержащих достаточно крупные частицы магнетита, в которых остаточная намагниченность меняется при фазовом переходе из-за перестройки доменной структуры. Выявление магнетита, присутствующего в виде однодоменных частиц, требует применения других методов, например измерений температурной зависимости коэрцитивной силы. Нужно отметить, что идентификация магнетита, основанная на регистрации магнитного фазового перехода, позволяет обойтись без нагревания образцов до высоких температур.
Логика применения различных магнитометрических методов для определения характера магнитного упорядочения, а в случае ферро- и ферримагнетиков - для определения фазы иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 4.21.
5.3. Определение магнитных фаз в биологических образцах
Часто бывает важно знать не только химический состав выявленных в биологическом образце магнитных включений, но и размер зерен, и величину взаимодействия между их магнитными моментами. Такая информация необходима, например, для установления структуры магни-торецепторов, которая должна сильно зависеть от размеров частиц магнитного материала. Размер зерен можно определить, исследуя самые разные магнитные свойства образца. Известно, однако, что температура магнитного упорядочения и намагниченность не зависят от размера зерен.
Рис. 4.22. Типичная петля гистерезиса конгломерата мелких однодоменных частиц.
Рассмотрим теперь петлю магнитного гистерезиса (см. ниже) как характеристику магнитного материала, и в первую очередь зависимость формы петли от размера зерен. Нужно отметить трудоемкость получения петли гистерезиса с помощью сквид-магнитометра, поскольку для изменения намагничивающего поля в сквид-системе требуется отогреть и вновь охладить сверхпроводящий экран при новом значении поля.
Поведение намагниченности образца, состоящего из мелких частиц, при изменении магнитного поля иллюстрирует рис. 4.22. При увеличении поля намагниченность, равная нулю в исходном состоянии, растет и достигает насыщения (Js). По мере последующего уменьшения поля до нуля образец переходит в состояние с остаточной намагниченностью (Jr). Эти явления объясняются двумя обстоятельствами. Во-первых, магнитные моменты атомов в отдельных зернах образца ориентируются параллельно друг другу благодаря обменному взаимодействию. Во-вторых, в каждом зерне существует ось легкого намагничивания; например, если предположить, что зерна имеют вид вытянутых эллипсоидов, то ею будет длинная ось. В этом случае, векторы намагниченностей зерен в исходном состоянии направлены вдоль легких осей, так что суммарный магнитный момент образца равен нулю. По мере увеличения внешнего поля направления всех магнитных моментов будут приближаться к направлению поля, пока не будет достигнуто состояние насыщения, в котором все магнитные моменты параллельны полю. При последующем уменьшении поля магнитные моменты возвращаются к ближайшим к направлению поля осям легкого намагничивания, что приводит к появлению остаточной намагниченности в нулевом поле, поскольку теперь из двух, вообще говоря, эквивалентных осей магнитный момент будет «выбирать» то, которое ближе к направлению внешнего поля. Если
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 150 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed