Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1а До поднесения магнита.
Рис. 1б До поднесения магнита.
Рис. 2а Когда магнит поднесён.
Рис. 2б Когда магнит поднесён.
Рис.3
Рис.4
Рис.5
Рис. 6 Схема экспериментальной установки.
Рис.7 Зависимость напряжения на фотодиоде от величины магнитного поля: а) слева нулевой максимум, б) справа первый максимум

Оптический датчик магнитного поля

Ключевые слова:  Интернет-олимпиада, магнитное поле, оптический датчик, учителю

Автор(ы): Ефремов В.В., Нам Л.Н.

Опубликовал(а):  Шушарина Анастасия Леонидовна

09 мая 2011

С начала 1950-х годов технология магнитной записи стала широко использоваться в различных элементах памяти. Эта технология до сих пор применяется в работе современных компьютеров и является очень перспективной. Известно, что принцип магнитной записи основан на существовании магнитных доменов – однородно намагниченных областей магнитного материала, которыми можно управлять с помощью магнитного поля (рис.1,2).

Домены можно увидеть в микроскоп вследствие магнитооптического эффекта Фарадея. Фарадея эффект, один из эффектов магнитооптики. Он заключается во вращении плоскости поляризации электромагнитного излучения, (например, света) распространяющегося в веществе вдоль силовых линий постоянного магнитного поля, проходящих через это вещество. Наличие доменной структуры дает о себе знать и без микроскопа, если пропустить луч света через образец феррит-граната происходит дифракция света на доменной структуре, причем характеристики дифракции зависят от периода доменной структуры.

Пропуская луч лазера через два скрещенных поляризатора, между которыми расположен электромагнит и образец феррит-граната, а свет попадает на фотодиод, находящийся на макетной плате, где и снимается напряжение (Рис.3). Магнитное поле катушки измеряется датчиком Холла ДХК 0,5 А. Выходное напряжение в мВ можно рассчитать по формуле, приведенной в описании датчика. (Рис.4). Где - значение управляющего тока в мА, K – чувствительность датчика в мВ/Тл (около 280 мВ/Тл), B - величина магнитной индукции в Тл. Фотодиод был проверен на линейность. При изменении угла между поляризаторами Θ напряжение на фотодиоде изменялось по закону (Рис. 5 и 6).

Мы получили зависимость напряжения на фотодиоде от магнитного поля. Видно, что одному значению напряжения соответствует одно значение магнитного поля, т.е. существует однозначное соответствие. На рисунке 7 видно, что одному значению напряжения соответствует несколько значений магнитного поля, это происходит из-за погрешности прибора (мультиметр давал значения напряжения с точностью до 0.1 В).

Получена количественная зависимость интенсивности нулевого и первого максимума от внешнего магнитного поля. Благодаря однозначному соответствию напряжения магнитному полю, мы можем создать датчик магнитного поля.

Номер в каталоге: 18

Классификатор (предмет): физика

Область знания: методы исследования наноструктур

Тип работы: исследовательская работа под руководством ВУЗа

Другие работы кластера "Каталог проектных работ" (гипертекстовый навигатор):

Переход в кластер миникурсов ЗНТШ.


В статье использованы материалы: Интернет-олимпиада


Средний балл: 9.8 (голосов 4)

 


Комментарии
На графике (рис.7) зависимость нелинейная.
С чем это связано ?
Пастух Евфграфович, 10 мая 2011 16:39 
"Рис. 1б До поднесения магнита." - похоже на отпечаток пальца.
Хорошие воспоминания к 55и-летию открытия ферромагнитных свойств у феррит-гранатов и 57и-летию "поджига" лазера. Сколько же раз всё повторялось?
Ещё чуть и полезная модель - компас - готов: "направление антенн спутника автоматически застабилизировано на Землю, командир!", можно и квантовый компьютер с его кубитами... оживить. Лазерные гироскопы, лазерная измерительная техника, системы связи - море применений. Мог ли Фарадей 166 лет назад о таком мечтать? Только представьте - "нержавеющий" человек придумал понятие: «магнитное поле»! А А.Эйнштейн? 95 лет предсказанию существования явления вынужденного излучения? Данная работа по праву стоит "на плечах великих гигантов"!
"Благодаря однозначному соответствию напряжения магнитному полю, мы можем создать датчик магнитного поля."

И когда этот датчик можно будет увидеть?
Интересно посмотреть, что прячется в разных углах квартиры.
Л В А, 23 июня 2011 10:23 
Лучше использовать для этой цели протонный магнитометр.

Впрочем самое интересное не в том чтобы зарегистрировать само магнитное поле, а в том что такой способ позволяет иметь динамическую (до известной степени) трехмерную картину магнитного поля. Чего ни опилками ни коллоидом с магнитными частицами не добиться. Если разве весьма специфичной дисперсной системой - полупрозрачным магнитновосприимчивым гелем высокой кинематической вязкозти.
спасибо за информацию

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Байкальская нерпа
Байкальская нерпа

Конкурс логотипа ФНМ МГУ
Факультет наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет творческий конкурс логотипа (эмблемы) ФНМ, работы принимаются с 21 августа до 15 сентября 2019 года. Участники - все, кто имеет или когда бы то ни было имел отношение к ФНМ МГУ: студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники, выпускники, а также все творческие люди из большой университетской семьи.

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.