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纳米磁性液体表观密度实验. 主讲教师 李学慧 2010 年 4 月 26 日. 一 . 纳米磁性液体 微观结构. 纳米磁性微粒 表面活性剂 载液. 特殊结构组成. 被磁场控制. 二 . 观察视频. 液体运动的根源. 单 分 子 层 包 覆. 1 升磁性液体中. 约 10 20 单畴颗粒. 颗粒分布规律?. 表现宏观现象?. 二 . 观察实验现象. 实物投影仪. 东做的动画插入!. 将沉入底部的物体漂浮上来. 磁性液体的悬浮性能. 磁性液体的 视 密度 --- 表观 密度. 怎么测?. 三 . 测量原理.
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纳米磁性液体表观密度实验 主讲教师 李学慧 2010年4月26日
一.纳米磁性液体微观结构 • 纳米磁性微粒 • 表面活性剂 • 载液 特殊结构组成 被磁场控制
液体运动的根源 单 分 子 层 包 覆 1升磁性液体中 约1020单畴颗粒 颗粒分布规律? 表现宏观现象?
二.观察实验现象 实物投影仪
将沉入底部的物体漂浮上来 磁性液体的悬浮性能 磁性液体的视密度---表观密度 怎么测?
三.测量原理 用透明玻璃细管盛满磁性液体并置于恒定非均匀磁场中,则管内单位体积纳米磁性液体受到重力和磁力的作用,若重力方向为z,则其所受合力为: 采用流体静力称衡法通过自行研制的测量仪测量磁场中纳米磁性液体的表观密度 。 ①吊锤空气中质量 m=?(约 6.970g) ②吊锤蒸馏水中质量mw=?(约6.220g ) ③吊锤磁性液体中质量ms=?
磁性液体表观密度测量仪 ● 测试手段2 ● 测试手段3 ● 测试手段1 液体静力衡量法 磁天平、电子天平 力敏传感器 ● 测试手段 1 四.测试手段
磁性液体纳米颗粒空间分布智能测试仪 远程控制? “仪器在实验室,操作在互联网”
传统仪器结构(绝大多数同学用) 1.单盘天平 2.标尺 3.T形螺母 4.T形螺杆 5.磁流体 6.铅锤 7.试管 8.铁心 9.磁化线圈 10.可调磁轨 11.单称盘 12.底座
●测试样品2 ●测试样品3 ●测试样品1 Fe3N (白油) Fe3N (煤油) Fe3O4 (油基) ● 测试手段 1 测试样品
五. 测量任务 (1) 测量磁性液体在不同深度h处的 ,至少测6个 点,并作出 曲线,根据曲线形状说明变化规 律,解释产生这种变化的原因(感兴趣做)。 (2) 在同一深度测 。改变励磁电流,至少取6个I值,并作 出 曲线。根据曲线形状说明变化规律,解释 产生这种变化的原因(感兴趣做)。 (3) 允许学生在上述两项任务之外,另寻其它实验课 题,实验室将提供帮助。
六. 实验数据及处理示例 1.同一深度改变励磁电流I 吊锤在空气中质量:m=6.970g (自测:有微小差别) 吊锤在水中质量: mw=6.220g(自测:有微小差别) 表1 ms随 I 变化的数据表 I (A) ms(g) ρs(g/cm3)
2.同一励磁电流I,改变深度h 吊锤空气中质量:m=6.970g (自测:有微小差别) 吊锤水中质量: mw=6.220g (自测:有微小差别) 表2 ms随 h 变化的数据表 h (cm) ms(g) ρs(g/cm3)
图2表观密度随深度变化的曲线图(以标尺零刻度线为起点)图2表观密度随深度变化的曲线图(以标尺零刻度线为起点)
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注意事项: 1.盖仪器布罩叠好、支撑架可以取下,也可以不取。 2.保持实验室整洁,实验结束后,必须擦洗干净仪器及 配件和桌椅,杂物带离实验室。 3.做实验的过程中,不得随意窜换仪器及其配件。 4.检查仪器及配件:铜锤(1);镊子(1);砝码(mg)10个:2000(2)、1000(1)、500(1)、200(2)、100(1)、50(1)一个、20(2);玻璃试管(2))。 5.发现仪器及配件损坏、丢失请及时告之老师,老师再及时报告实验人员。