Магнетизм ядер, также, как и магнетизм оболочек, может выз-
вать резонансное поглощение энергии в твердрдом, жидком или
газообразном состоянии. Резонансные частоты метода ЯМР лежат
в области 1-100 МГц, чувствительность метода составляет от 10
в 17-ой степени до 10 в 21-ой степени ядер. На применении ЯМР
основан принцип работы приборов для стабилизации и точнейших
измерений магнитных полей, а также для анализа смесей по их
изотопному составу. Сильный сигнал ЯМР наблюдается в присутс-
твии ядер изотопа углерод-13, что предопредилило применение
ЯМР и его разновидности - ядерного квадрупольного резонанса -
в химии углеродов, особенно природных (нефть).
А.с. 178 511: Способ измерения расхода жидкостей, осно-
ванный на явлении ЯМР, отличающийся тем, что с целью измере-
ния расхода жидкости, обладающих сильным сигналом магнитного
резонанса используют свободную процессию ядер в магнитном по-
ле земли.
А.с. 344 275: Способ измерения расхода жидкости по А.с.
179511, отличающийся тем, что с целью упрощения устройства
измеряют скорость затухания сигнала ЯМР при движении жидкости
в неоднородном магнитном поле и по ней судят о расходе.
А.с. 550 669: Способ измерения проницаемости пористых
материалов, основанный на явлении ограниченной самодиффузии
молекул жидкости, включающий ядерно-магнитные резонансные из-
мерения с импульсным градиентом магнитного поля, причем ин-
тервал времени между импульсами градиента устанавливают боль-
ше, чем время, необходимое для диффузии молекул на
расстояние, равное размеру пор в образце, измеряют сигнал эха
образца, отличающийся тем, что с целью получения достоверного
значения проницаемости увеличивают интервал времени между им-
пульсами градиента при фиксированной их амплитуде, повторяют
измерение амплитуды сигнала эха и по зависимости амплитуды
эха от интервала между импульсами градиента судят о проницае-
мости.
18.11. Эффект Оверхаузера-Абрагама.
В том случае, если в атоме имеет место и ядерный, и
электронный парамагнетизм, то их взаимодействие приводит к
изменению интенсивности сигнала ЯМР. При возрастании насыще-
ния электронного парамагнитного резонанса и образце с пара-
магнитными ядрами наблюдается значительное увеличение интен-
сивности ЯМР (Оверхаузер 1953). Этот эффект был использован
для разработки метода динамической поляризации ядер; вещество
с поляризованными ядрами очень чувствительно как к величине
магнитного поля, так и ее изменению. Это свойство и лежит в
основе практически: применений эффекта.
Патент США в 3 559 045: Магнитный градиометр, служащий
для измерения разницы между магнитными полями в двух зонах,
содержит два ядерных фильтра - по одному в каждой зоне. Каж-
дый из ядерных фильтров является фильтром такого типа, в ко-
тором исползуется эффект Обрхаузера-Абрагама, и выдает выход-
ной сигнал, который усиливается иподводится к одному из
входов операционного усилителя. Выходной сигнал усилителя
расщепляется и подводится к входной катушке двух фильтров.
Фазометр измеряет разность фаз входных сигналов операционного
усилителя, который может быть суммирующего или дифференциаль-
ного типа, что определяется фильтром ядерного фильтра (с пе-
рекрещивающимися или параллельными катушками). Разность фаз
находится в прямой зависимости от разности между полями.
Л И Т Е Р А Т У Р А
18.6. А.Хирный и др., Эффект увеличения коррозионной стойкос-
ти металлов, облученных ионами гелия. Доклады АН СССР, Т.214,
НР-1, 1974.
18.7. Л.Мельников. Свет из ловушки. "Химия и жизнь",нр-1,1976
18.8. В.И.Гольданский. Эффект Мессбауэра и его применение в
химии, изд. АН СССР, 1964
А.с. 181752, 247424, 297912, 346693.
18.9. Парамагнитное поглощение звука, УФН, 1961, Т.75, нр-3
Дж.Пейк. Парамагнитный резонанс. М., "Мир", 1965
18.10. И.В.Александров, Теория ядерного магнитного резонанса.
М., 1964
А.Абрагам. Ядерный магнетизм. М., ИЛ, 1963
А.Каррингтон и др. Магнитный резонанс и его применение в хи-
мии. М., "Мир", 1970
18.11. Г.Хуцишвили. УФН., 1960, т.71.
19. РАЗНОЕ
В этом разделе даются краткие сообщения о некоторых эф-
фектах, по какой-либо причине невошедшие в предыдущие главы
"Указателя". В некоторых случаях это обьясняется несовершенс-
твом принципа, положенного нами в основу систематизации физи-
ческих эффектов, в других - эффекты привлекли наше внимание
уже после написания основных разделов, некоторые эффекты воб-
ще трудно было назвать физическими, как например, эффект Ме-
биуса. Тем не менее, многие из них, по нашему мнению, могут с
успехом использоваться в изобретательской практике.
19.1. Термофорез.
Если нагретое тело поместить в обьем, заполненный аэро-
золем, т.е. мелкими частицами, взвешенными в воздухе, напри-
мер, дымом или туманом, то вокруг тела возникает так называе-
мая темная зона (среда, свободная от аэрозоля), толщина
которой зависит от разности температур тела и среды, давления
газа, размера и формы тела и не зависит от его химического
состава. Горячее тело как бы отталкивает от себя частицы аэ-
розоля.
Это явление обусловлено термофоретическими силами,
действующмими со стороны газообразной среды на находящееся в
ней неравномерно нагретые тела (в частности, частицы аэрозо-
ля). Термофоретические силы возникают вследствие того, что
газовые молекулы у более нагретой стороны частицы сильнее
бомбардируют ее, чем у менее нагретой стороны, и потому сооб-
щает частице импульс в направлении убывания температуры. Ве-
личина термофоретических сил пропорциональна квадрату радиуса
частицы, скорость же движения частицы под действием этих сил
- скорость термофореза - не зависит от ее размера вследствие
соответствующего возрастания силы сопротивления среды.
А.с. 261 400: Способ зарядки частиц, заключающийся в
том, что при помощи коронного разрядника, содержащего зазем-
ленный металлический электрод и коронирующие проволочки,
подключенные к одному из полюсов высоковольтного источника
тока, получают поток ионов определенного знака движущихся к
металлическому электроду и сообщающих заряд частицам аэрозо-
ля, отличающийся тем, что с целью улучшения условий эксплуа-
тации коронного разрядника и повышения качества электрофотог-
рафических изображений, получаемых пылевым методом
проявлений, заземленный металлический электрод и коронирующие
проволочки нагревают, например, электрическим током до такой
температуры, при которой ввиду проявления термофоретических
сил заряженные частицы аэрозоля не могут осаждаться в области
плазмы коронного разряда.
19.2. Фотофорез.
Если аэрозоль осветить интенсивным направленным пучком
света, то аэрозольные частицы начинают совершать упорядочен-
ные движения, причем некоторые из них в направлении распрост-
ранения света (положительный Ф.Ф.), а другие навстречу ему
(отрицательный Ф.Ф.). Наиболее сильно Ф.Ф. проявляется на ок-
рашенных частицах. Тип Ф.Ф. зависит от цвета и от ее размера.
В основе явления лежит совместное действие на частицу
светового давления и термофоретических сил. Преобладание од-
ного из этих факторов определяет тип Ф.Ф. Так, для мелких
частиц основным фактором является световое давление, оно и
обуславливает в данном случае положительный фотофорез.
19.2.1. Интенсивное явления обнаружено в аэрозолях селе-
новой и железной пыли. В этих системах под влиянием светового
потока аэрозольные частицы начинают двигаться в направлении
перпендикулярном направлению распространения света.
19.3. Стробоскопический эффект.
Если быстро вращающееся тело освещать импульсами света,
частота следования которых совпадает с круговой частотой вра-
щения, то наблюдатель будет видеть тело как бы неподвижным.
Это позволяет рассматривать особенности его поверхности или
какие-либо ее изменения, не останавливая вращения тела.
А.с. 515 936: Способ определения окружных люфтов транс-
миссий с ведомым и ведущими валами, заключающийся в том, что
на ведомом валу наносят базовую метку и вращают его с опреде-
ленной и постоянной угловой скоростью, отличающийся тем, что
с целью повышения точности определения люфтов, освещают базо-
вую метку стробоскопическими импульсами с частотой при кото-
рой метка кажется неподвижно изменяют синхронно скорость вра-
щения ведущего вала и частоту импульсов и определяют угол
отклонения метки от первоначального ее положения, по которому
судят о люфтах трансмиссий.
Если частоты световых импульсов и вращения тела несколь-
ко отличаются, то будет наблюдаться кажущееся вращение тела,
скорость которого гораздо меньше действительной скорости вра-
щения. Сказанное справедливо и для поступательного (колеба-
тельного) движения тел.
Стробоскопический эффект лежит в основе кино. Отдельные
изображения последовательных стадий движения, быстро сменяя
друг друга, создают иллюзию непрерывного движения. При этом
важную роль играет особенность нашего светового восприятия -
инерционность, глаз как бы "видит" изображение предыдущего
кадра некоторое время после того, как экран погас.
Движение в кинофильме может быть ускоренным или замед-
ленным в зависимости от соотношения частот сьемки и воспроиз-
ведения, что используется для визуализации быстро - или мед-
ленно - протекающих процессов.
Несмотря на свою простоту, стробоскопический метод может
являться основой многих тонких исследований.
А.с. 255 684: Фазовый способ измерения длины волны уль-
тразвука, основанный на использовании стробоскопического эф-
фекта при помощи бегущих ультразвуковых волн, отличающийся
тем, что с целью повышения точности, модулируют одну из бегу-
щих ультразвуковых волн, освещаемых пучком света, по фазе,
наводят последовательно ось фотоэлектрического микроскопа на
максимум освещенности видимого изображения и по расстоянию
между соседними максимумами судят о длине ультразвуковой вол-
ны.
В заключении отметим, что стробоскопический эффект явля-
ется ярким проявлением закона согласования ритмики частей
системы.
19.4. Муаровый эффект.
При наложении двух систем контрасных полос возникает
узор, образованный их сгущениями в местах, где полосы одной
системы попадают в промежутки между полосами другой системы.
Возниконовения таких узоров называют муаровым эффектом.
Простейший муаровый узор возникает при пересечении под
небольшим углом двух систем равноудаленных параллельных полос
(линий). Небольшое изменение угла поворота одной из систем
ведет к значительным изменениям расстояния между элементами
муарового узора.
19.4.1. Муаровый узор образуется также при наложении
двух непересекающихся систем равноудаленных параллельных ли-
ний, когда величина шага одной из систем слегка отлична от
другой. При этом, чем меньше разница в шаге, тем больше расс-
тояние между муаровыми полосами. Это позволяет получить ко-
лоссальное увеличение (в миллионы раз) разницы в ширине про-
межутков между линиями. Иначе говоря муаровый эффект дает
возможность визуально без применения оптических систем, обна-
руживать ничтожные отклонения в почти одинаковых периодичес-
ких структурах. В настоящее время метод муара широко применя-
ют при контроле точности делительных устройств для
изготовления дифракционных решеток.
19.4.2. Муар возникает на электронной микрофотографии
двух кристаллов, наложенных таким образом, что их атомные ре-
шетки почти совпадают. Любой деффект нарушающий регулярность
структуры кристалла, четко проявляется в муаровом узоре. Уве-
