Пауков Владимир Митрофанович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Vladimir M. Paukov, Сand. of Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor of the Department of Nanotechnology, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk, 305040
Беседин Александр Геннадьевич, кандидат физико-математематических наук, доцент кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Alexander G. Besedin, Сand. of Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor of the Department of Nanotechnology, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk, 305040
Танцюра Антон Олегович, кандидат физикоматематематических наук, доцент кафедры электроснабжения
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Anton O. Tantsyura, Сand. of Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor of the Department of Power Supply
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk, 305040
Чекаданов Александр Сергеевич, научный сотрудник Регионального центра нанотехнологий
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Alexander S. Chekadanov, Researcher of the Regional Center for Nanotechnology
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk, 305040
Неручев Юрий Анатольевич, доктор физико-математических наук, профессор
ул. Радищева 33, г.Курск 305000
Yuri A. Neruchev, Dr. of Sci. (Physics and Mathematics), Professor
33 Radishcheva str., Kursk 305000
Булгакова Анастасия Александровна, студент кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Anastasia A. Bulgakova, Student of Department of Nanotechnology, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk, 305040
Цель исследования. Анализ механизмов генерации упругих волн в магнитной жидкости, находящейся в постоянном магнитном поле, посредством наложения переменного магнитного поля.
Методы. Теоретический расчет зависимости относительной амплитуды возбуждаемых колебаний от напряженности подмагничивающего поля (постоянной составляющей) проводится в предположении о жесткой связи между магнитной наночастицей и ее магнитным моментом (броуновский механизм намагничивания) и возможности магнитного момента вращаться независимо от самой частицы (неелевский механизм намагничивания). В работе проводится сравнение теоретических выводов с ранее опубликованными экспериментальными данными.
Результаты. В случае, когда постоянное и переменное магнитные поля перпендикулярны друг другу, функция амплитуды магнитоакустического эффекта от величины постоянного магнитного поля имеет вначале линейно возрастающий характер, затем переходящий в насыщение. Зависимость величины магнитоакустического эффекта от частоты может обнаруживать несколько максимумов. Теоретический анализ показывает, что число максимумов равно четырем (на опыте обнаружено три). При фиксированном магнитном поле максимум величины упругих колебаний, генерируемых в магнитной жидкости, растет пропорционально квадрату частоты. В случае параллельности переменного и постоянного магнитных полей доминирующим механизмом генерации упругих волн является пондеромоторный механизм. Зависимость магнитоакустического эффекта от постоянного магнитного поля имеет вид функции Ланжевена.
Заключение. В работе предложены механизмы генерации упругих волн в магнитной жидкости, находящейся в постоянном магнитном поле, посредством наложения переменного магнитного поля, которое в одном случае перпендикулярно переменному полю, а в другом – параллельно ему.
The purpose of the study is to analyse the mechanisms of generation of elastic waves in magnetic fluids in a constant magnetic field by applying an alternating magnetic field.
Metods. The theoretical calculation of the dependence of the relative amplitude of the excited oscillations on the strength of the magnetizing field (constant component) is carried out under the assumption of a rigid connection between a magnetic nanoparticle and its magnetic moment (Brownian mechanism of magnetization) and the possibility of the magnetic moment to rotate independently of the particle itself (Néel mechanism of magnetization). The work provides a comparison of theoretical conclusions with previously published experimental data.
Results. In the case when the constant and alternating magnetic fields are perpendicular to each other, the function of the amplitude of the magnetoacoustic effect on the magnitude of the constant magnetic field has a linearly increasing character at first, then turns into saturation. The frequency dependence of the magnitude of the magnetoacoustic effect can exhibit several maxima. Theoretical analysis shows that the number of maxima is four (three were found experimentally). At a fixed magnetic field, the maximum value of the elastic vibrations generated in the magnetic fluid increases in proportion to the square of the frequency. In the case of parallelism of alternating and constant magnetic fields, the dominant mechanism for the generation of elastic waves is the ponderomotive mechanism. The dependence of the magnetoacoustic effect on a constant magnetic field has the form of the Langevin function.
Conclusion. The paper proposes mechanisms for the generation of elastic waves in a magnetic fluid in a constant magnetic field by applying an alternating magnetic field, which in one case is perpendicular to the alternating field, and in the other parallel to it.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.