모세 효과

Moses effect
Direct (A) and inverse (B) Moses Effects are depicted.
직(A) 및 역(B) 모세 효과.

물리학에서 모세 효과는 자기장에 의해 직경 액체의 표면이 변형되는 현상이다.[1][2]그 효과는 구약성서에 나오는 홍해의 신화적 횡단에 영감을 받아 성경의 인물 모세의 이름을 따서 명명되었다.[2]

네오디뮴 자석의 발달이 급속도로 진전되어 1T에 달하는 자기장을 공급함으로써 모세 효과와 그 시각화와 관련된 간단하고 값싼 실험을 할 수 있다.[3][4][5]0.5-1T의 크기 순서로 자기장을 적용하면 수십 마이크로미터의 깊이를 가진 지표면 근거리 '웰'이 형성된다.이와는 대조적으로, 파라자성 액체의 표면은 자기장에 의해 상승된다.이 효과를 역모세 효과라고 한다.[1]일반적으로 우물의 모양은 자력과 중력의 상호작용으로 발생하며 지표에 가까운 우물의 모양은 다음과 같은 방정식에 의해 주어진다.

여기서 χ과 ρ은 각각 액체의 자기 감수성 및 밀도, b는 자기장, g는 중력 가속도, μ는0 진공의 자기 허용도다.[6]실제로 가까운 표면 우물의 모양도 액체의 표면 장력에 따라 달라진다.모세 효과는 떠다니는 직경 입자의 포획과 마이크로패턴의 형성을 가능하게 한다.[7][8]직경 액체/증기 인터페이스에 자기장(B≅0.5 T)을 적용하면 부유 직경체와 비눗방울의 주행이 가능하다.[9][10]

참조

  1. ^ a b Kitazawa, Koichi; Ikezoe, Yasuhiro; Uetake, Hiromichi; Hirota, Noriyuki (January 2001). "Magnetic field effects on water, air and powders". Physica B: Condensed Matter. 294–295: 709–714. Bibcode:2001PhyB..294..709K. doi:10.1016/S0921-4526(00)00749-3.
  2. ^ a b Hirota, Noriyuki; Homma, Takuro; Sugawara, Hiroharu; Kitazawa, Koichi; Iwasaka, Masakazu; Ueno, Shoogo; Yokoi, Hiroyuki; Kakudate, Yozo; Fujiwara, Shuzo (1995-08-01). "Rise and Fall of Surface Level of Water Solutions under High Magnetic Field". Japanese Journal of Applied Physics. 34 (Part 2, No. 8A): L991–L993. Bibcode:1995JaJAP..34L.991H. doi:10.1143/JJAP.34.L991.
  3. ^ Laumann, Daniel (September 2018). "Even Liquids Are Magnetic: Observation of the Moses Effect and the Inverse Moses Effect". The Physics Teacher. 56 (6): 352–354. Bibcode:2018PhTea..56..352L. doi:10.1119/1.5051143. ISSN 0031-921X.
  4. ^ Chen, Zijun; Dahlberg, E. Dan (March 2011). "Deformation of Water by a Magnetic Field". The Physics Teacher. 49 (3): 144–146. Bibcode:2011PhTea..49..144C. doi:10.1119/1.3555497. ISSN 0031-921X.
  5. ^ Dong, Jun; Miao, Runcai; Qi, Jianxia (2006-12-15). "Visualization of the curved liquid surface by means of the optical method". Journal of Applied Physics. 100 (12): 124914–124914–5. Bibcode:2006JAP...100l4914D. doi:10.1063/1.2401315. ISSN 0021-8979.
  6. ^ 1908-1968., Landau, L. D. (Lev Davidovich); 1908-1968., Ландау, Л. Д. (Лев Давидович) (1984). Electrodynamics of continuous media. Lifshit︠s︡, E. M. (Evgeniĭ Mikhaĭlovich), Pitaevskiĭ, L. P. (Lev Petrovich), Лифшиц, Е. М. (Евгений Михайлович), Питаевский, Л. П. (Лев Петрович) (2nd ed., rev. and enl. ed.). Oxford [Oxfordshire]: Pergamon. ISBN 9781483293752. OCLC 625008916.{{cite book}}: CS1 maint: 숫자 이름: 작성자 목록(링크)
  7. ^ Kimura, Tsunehisa; Yamato, Masafumi; Nara, Akihiro (February 2004). "Particle Trapping and Undulation of a Liquid Surface Using a Microscopically Modulated Magnetic Field". Langmuir. 20 (3): 572–574. doi:10.1021/la035768m. ISSN 0743-7463. PMID 15773077.
  8. ^ Uemura, T.; Kimura, T.; Sugitani, M.; Kumakura, M. (2006-06-19). "Formation of Contact Holes on Bumps on Semiconductor Chip by Micro-Moses Effect". Advanced Materials. 18 (12): 1549–1551. doi:10.1002/adma.200600085. ISSN 0935-9648.
  9. ^ Frenkel, Mark; Danchuk, Viktor; Multanen, Victor; Legchenkova, Irina; Bormashenko, Yelena; Gendelman, Oleg; Bormashenko, Edward (2018-06-05). "Toward an Understanding of Magnetic Displacement of Floating Diamagnetic Bodies, I: Experimental Findings". Langmuir. 34 (22): 6388–6395. doi:10.1021/acs.langmuir.8b00424. ISSN 0743-7463. PMID 29727191.
  10. ^ Legchenkova, Irina; Chaniel, Gilad; Frenkel, Mark; Bormashenko, Yelena; Shoval, Shraga; Bormashenko, Edward (September 2018). "Magnetically inspired deformation of the liquid/vapor interface drives soap bubbles". Surface Innovations. 6 (4–5): 231–236. doi:10.1680/jsuin.18.00022. ISSN 2050-6252.