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

 

"Ложка дёгтя в бочке мёда"
"Ложка дёгтя в бочке мёда"

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.