Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Киршвинк Дж. -> "Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1" -> 81

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 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 150 >> Следующая

дение. Интересный гранулометрический метод предложен в работе King et al., 1982. В этом методе используются два параметра. Один-это так называемая идеальная остаточная намагниченность (см. гл. 2), т.е. намагниченность, возникающая при размагничивании образца полем звуковой частоты уменьшающейся амплитуды в присутствии дополнительного внешнего постоянного поля. Величина идеальной остаточной намагниченности сильно зависит от присутствия в образце однодоменных частиц. Другой параметр-начальная восприимчивость, чувствительная к наличию многодоменного состояния. На рис. 4.27 приведены экспериментальные данные, полученные для разных образцов (рис. 4.27, А), и соответствующая диаграмма для специально приготовленных образцов, служивших моделью. Описанный метод может оказаться особенно полезным для гранулометрического анализа магнетита в биологических объектах.
При описании методов магнитной гранулометрии мы до сих пор предполагали, что размер зерен достаточно велик, чтобы реализовывалось по крайней мере одиодоменное состояние. Однако в мелкодисперсных порошках ферро- и ферримагнетиков однодоменное состояние перестает быть стабильным при размерах зерна, меньших некоторого критического, и возникает суперпарамагнитное состояние.
А в
Рис. 4.27. Гранулометрия, проведенная по данным об идеальной (xArm) и начальной (х0) магнитной восприимчивости (King et al., 1982). А. Экспериментальные данные разных авторов: треугольники-Ozdemir, Banerjee, 1981; кружки и квадратики-Dankers, 1978. Б. Данные, рассчитанные для образца с равномерно распределенными частицами магнетита Fe304, на долю которых приходится примерно 1% объема образца.
Изменение намагниченности М в процессе релаксации описывается уравнением
dM/dt = - М/г.
Решение этого уравнения имеет вид
М - М0ехр(— t/х),
где М0 - постоянная интегрирования, определяемая из начальных условий, г-время, т-время релаксации. Время релаксации зависит от плотности энергии магнитной анизотропии К, объема частицы Vи температуры Т.
т-* =/0ехр(— KV/kttT).
При изменении температуры Т и объема частиц V происходят резкие переходы от однодоменного состояния с очень большим временем релаксации т к суперпарамагнитному, для которого т мало. Термин «суперпарамагнетизм» отражает сходство суперпарамагнетиков и обычных парамагнетиков, проявляющееся, например, в отсутствии остаточной намагниченности. При этом поведение магнитного момента супер-парамагнитной частицы аналогично поведению момента отдельного атома или молекулы в парамагнетике.
Суперпарамагнитное состояние может реализовываться в биологических объектах и применяться в биомагнитных исследованиях, обсуждающихся в этой книге (см., например, Kirschvink, Gould, 1981). Методы идентификации суперпарамагнитного состояния основаны на том, что в суперпарамагнетиках отсутствие остаточной намагниченности сопровождается большими значениями магнитной восприимчивости. В этих методах используются также зависимости соответствующих характеристик от температуры и размера частиц. Так, если материал суперпарамаг-нитен, то должна существовать температура, ниже которой становится устойчивым однодоменное состояние частиц и время релаксации намагниченности образца резко возрастает. Время релаксации и его зависимость от температуры легко измерить с помощью сквид-магнитометра, применяющегося в геофизике: образец намагничивают вне прибора, затем помещают в магнитометр и наблюдают, как спадает остаточная намагниченность. Зависимость остаточной намагниченности от температуры может свидетельствовать о переходе из суперпарамагнитного состояния с равной нулю остаточной намагниченностью в однодоменное, обладающее значительной остаточной намагниченностью. При переходе из суперпарамагнитного в однодоменное состояние должно наблюдаться и резкое уменьшение магнитной восприимчивости, что также может быть зарегистрировано с помощью сквид-магнитометра в малых полях, захватываемых сверхпроводящим экраном.
Использование различных магнитных явлений для анализа состояния магнетита в образцах иллюстрирует рис. 4.28. Как отмечалось выше, такой анализ может быть использован и в целях гранулометрии. При
Рис. 4.28. Схема определения доменного состояния с помощью магнитометрических измерений.
этом выбор конкретного метода определяется имеющейся аппаратурой и целями исследования.
6. Заключение
За последнее десятилетие сквид-магнитометр стал основным прибором для проведения биомагнитных исследований. Есть основания утверждать, что роль этого прибора в будущем еще более возрастет. По-видимому, с развитием экспериментальной техники большинство (а
возможно, и все) исследований, в которых необходимо идентифицировать магнитные включения в биологических объектах и определить их характеристики, будут осуществляться с помощью высокочувствительных и имеющих широкий частотный диапазон сквид-магнитометров.
Одним из самых интересных и многообещающих направлений био-магнитного приборостроения, не рассмотренных в этой главе, является конструирование магнитометров для измерения магнитных полей, связанных с жизнедеятельностью живых организмов. Как мы отмечали во введении, из такого рода применений наиболее перспективны магнито-эндефалография, магнитокардиография, а также исследования магнитного поля нервных импульсов. Возможно, магниторецепторы, если они существуют, будут обнаружены именно с помощью сквид-магнитомет-рии.
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 150 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed