Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2017-10-09 | 889 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Метод основан на зависимости магнитной восприимчивости парамагнитных веществ или ядерной магнитной восприимчивости от температуры. В соответствии с законом Кюри - Вейса магнитная восприимчивость обратно пропорциональна абсолютной температуре
, (1.1)
где С - коэффициент, пропорциональный константе Кюри, индуктивности измерительной катушки и фактору заполнения катушки образцом;
а - поправка, зависящая от формы образца, плотности и взаимодействия
ионов;
δ - поправка, учитывающая штарковское расщепление и диполь-дипольное взаимодействие.
При использовании термомагнитного метода измеряемой величиной является магнитная восприимчивость парамагнитных солей или ядерная магнитная восприимчивость металлов, например меди или платины. Измерение магнитной восприимчивости парамагнитных солей обычно производится путем измерения индуктивности или взаимной индуктивности катушки с сердечником из термометрического вещества. Преимуществами метода являются отсутствие систематических погрешностей, свойственных газовым и акустическим методам, высокая чувствительность, которая растет с понижением температуры (при 2 мК порог чувствительности составляет 1·10-4 мК), высокая воспроизводимость по сравнению с другими методами измерений термодинамической температуры.
Термомагнитный метод в основном применяется при измерении температур 10-3-4 К. В качестве термометрического вещества используются монокристаллы нитрата церия-магния (в диапазоие температур 0,1-4 К), сульфат аммония-марганца (1,8-4 К), нитрат церия-лантана-магния для температур ниже 2 мК. Также используется метод магнитной термометрии для исследования отклонений шкалы МПТШ-68 от термодинамической шкалы в диапазоне от температуры тройной точки водорода 13,81 К до 30 К. В качестве термометрического вещества применен поликристаллический образец марганцево-аммониевого сульфата Мn(NН4)2(SО4)2·6Н2О, для которого а = 6 мК, а δ ≈0.
|
Для того чтобы погрешность измерения температуры не превышала 1 мК при измерении температуры 20 К, необходимо производить относительные измерения восприимчивости с погрешностью 5·10-5. Для этой цели используется специальный мост для измерения взаимной индуктивности. Известно создание магнитной температурной шкалы для диапазона температур 1-83 К.
Для измерений температуры в диапазоне 0,001-0,3 К в качестве термометрического вещества используются металлы (медь, платина), для которых методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) определяется зависимость ядерной магнитной восприимчивости χя от абсолютной температуры Т:
, (1.2)
где N - число ядер в единице объема;
g - фактор магнитного расщепления (g-фактор);
μя - ядерный магнетон;
I - спин ядра;
k - постоянная Больцмана.
Значения χя определяются по сигналу ЯМР, амплитуда которого линейно зависит от ядерной магнитной восприимчивости и, следовательно, от 1/ T,поскольку все величины в выражении 1.2, кроме χя и Т,являются физическими константами.
Рисунок 1.2 - Зависимость сигнала ЯМР при резонансе ядер платины от обратного значения температуры 1/ T
На рисунке 1.2 показана зависимость сигнала ЯМР при резонансе ядер платины от обратного значения температуры 1/ T в интервале температур 0,55-275 мК. Погрешность линейности полученной зависимости не более 1%. Градуировка ЯМР-термометра в точках 1-6 проводилась по показаниям германиевого термометра, который, в свою очередь, был отградуирован до 30 мК по кривой плавления 3Не, а в точке 7 - по термомагнитному термометру на основе цериево-магниевого нитрата. Датчик ЯМР-термометра (рисунок 1.3) выполнен в виде жгута 1 длиной 14 мм, массой 0,14 г из 950 платиновых проволочек диаметром 25 мкм в кварцевой изоляции, находящегося в катушке с индуктивностью 0,65 Гн из 1500 витков медной проволоки.
|
Рисунок 1.3 - Датчик ЯМР-термометра
Катушка 2 с образцом из платиновых проволочек представляет собой датчик ЯМР, включаемый в контур LC-генератора. Измерительная цепь ЯМР-термометра аналогична измерительной цепи ЯМР-тесламетра.
Зависимость, представленная на рисунке 1.2, была определена в постоянном магнитном поле с индукцией В=0,0260 Тл, что соответствует частоте ЯМР 250 кГц. Минимальная, измеренная этим методом температура 0,55 мК была определена с погрешностью 5 %.
Существенное повышение чувствительности термомагнитных термометров для измерения сверхнизких температур достигнуто путем использования для измерения магнитной восприимчивости магнитометров и градиентометров со сверхпроводящим квантовым интерференционным датчиком (СКВИДом), основанным на эффекте Джозефсона. Высокая чувствительность СКВИДов расширяет возможности термомагнитного метода, поскольку при их использовании можно сильно уменьшить размеры, а следовательно, и теплоемкость термочувствительного элемента, что особенно важно при измерении низких температур.
Применение СКВИДов для измерения ядерной магнитной восприимчивости металлов, например меди, расширяет предел измеряемых температур в сторону низких температур до 2 – 10 мК при пороге чувствительности 1· 10-4 мК.
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!