Bloch-wanden
Wat zijn Bloch-wanden?
Bloch-wanden zijn de scheidingsvlakken tussen zogenaamde gebieden van Weiss, die in ferromagneten optreden. Een Bloch-wand is dus de grens tussen twee gebieden van parallel uitgelijnde elementaire magneten. De Bloch-wanden zijn vernoemd naar de in Zwitserland geboren fysicus Felix Bloch. Bloch-wanden zijn energiegrenzen met een magneetveld, dat sterker is dan in hun omgeving. Daarom kunnen de Bloch-wanden experimenteel worden gevisualiseerd met behulp van extreem fijne ferromagnetische deeltjes.Inhoudsopgave
In ferromagnetische
materialen zijn de elektronenspins
in groepen parallel uitgelijnd.
De parallele groepen, dus de gebieden, waarbinnen de spins parallel zijn uitgelijnd, worden gebieden van Weiss
of domeinen genoemd.
De gebiedsgrenzen tussen deze gebieden van Weiss zijn de zogenaamde wanden van Bloch.
Door een extern magneetveld versmelten veel kleine domeinen (in een niet-gemagnetiseerde stof zijn de domeinen meestal een paar tiende van millimeters groot) tot grotere domeinen en de magnetisatie van het vaste lichaam wordt ook van buitenaf meetbaar.
Bij dit proces verschuiven de wanden van Bloch.
Er treedt een plotselinge verandering van de uitlijning van alle elektronenspins in een gebied van Weiss (Barkhauseneffect).
De wanden van Bloch zijn gebiedsgrenzen tussen gebieden van Weiss.
Hier treffen magnetische fluxdichtheden met verschillende richtingen op elkaar.
Wanneer een oplossing van zo fijn mogelijke ferromagnetische deeltjes (colloïdale suspensie van ferromagnetisch stof) op een eveneens ferromagnetisch vast lichaam wordt gebracht, dan verzamelen zich de deeltjes door de magnetische krachten langs de snijlijn van de wanden van Bloch met het buitenvlak van het materiaal, dat het met de suspensie in contact is en vormen zogenaamde "Bitter strepen", die direct onder de microscoop kunnen worden waargenomen.
De wanden van Bloch zijn hierbij geen daadwerkelijk voorhanden "wanden" binnen het vaste lichaam.
In plaats daarvan vormen ze een energetische "wand".
Ze grenzen twee energetisch verschillende gebieden van elkaar af.
De magneetvelden van de in twee gebieden van Weiss verschillend uitgelijnde elketronenspins stoten hier op elkaar en vormen een gebied met hoge magnetische fluxdichtheid.
Wanneer een echt grensvlak van het ferromagnetisch materiaal, dus een grensvlak van het vaste lichaam, zo'n Bloch-wand snijdt, treden de veldlijnen
langs de Bloch-wand uit het materiaal.
Bloch-wanden zichtbaar maken
Een mooie methode om de wanden van Bloch zichtbaar te maken werd door de amerikaanse fysicus Francis Bitter ontwikkeld. Hij bekleedde een ferromagnetisch lichaam met een suspensie van colloïdale ferromagnetische deeltjes. Langs de wanden van Bloch zetten zich dan vanwege de hoge magnetische veldsterkte de ferromagnetische deeltjes af en vormen een beeld van de snijlijn tussen de Bloch-wand en het grensvlak van het vaste lichaam. De zo ontstane strepen worden naar Francis Bitter ook Bitter-strepen genoemd.
Auteur:
Dr. Franz-Josef Schmitt
Dr. Franz-Josef Schmitt is natuurkundige en de wetenschappelijke leider van het natuurkundepracticum voor gevorderden aan de Martin-Luther-Universiteit Halle Wittenberg. Hij werkte van 2011 tot 2019 aan de Technische Universiteit en leidde diverse onderwijsprojecten en het scheikundeprojectlab. Zijn onderzoek richt zich op tijdgeresolveerde fluorescentiespectroscopie van biologisch actieve macromoleculen. Hij is ook algemeen directeur van Sensoik Technologies GmbH.
Dr. Franz-Josef Schmitt
Dr. Franz-Josef Schmitt is natuurkundige en de wetenschappelijke leider van het natuurkundepracticum voor gevorderden aan de Martin-Luther-Universiteit Halle Wittenberg. Hij werkte van 2011 tot 2019 aan de Technische Universiteit en leidde diverse onderwijsprojecten en het scheikundeprojectlab. Zijn onderzoek richt zich op tijdgeresolveerde fluorescentiespectroscopie van biologisch actieve macromoleculen. Hij is ook algemeen directeur van Sensoik Technologies GmbH.
Het auteursrecht op de complete inhoud van het compendium (teksten, foto's, afbeeldingen etc.) ligt bij de auteur Franz-Josef Schmitt. Het exclusieve gebruiksrecht van het werk ligt Webcraft GmbH, Zwitserland (als exploitant van supermagnete.it). Zonder uitdrukkelijke toestemming van Webcraft GmbH mag de inhoud noch worden gekopieerd, noch op andere wijze worden gebruikt. Uw suggesties ter verbetering of uw lof aangaande het compendium stuurt u alstublieft per e-mail aan
[email protected]
© 2008-2024 Webcraft GmbH
© 2008-2024 Webcraft GmbH