ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ РАССЕЯНИЯ СВЕТА
Впервые в Ставропольском государственном университете оптические свойства магнитных жидкостей (МЖ) методом рассеяния света предложил изучать проф. Ю.Н. Скибин [1]. Им были проведены спектральные измерения интенсивности света, рассеянного под углом 90° к направлению распространения, и сделан вывод о том, что в пределах ошибки эксперимента слабоконцентрированные растворы магнетита в керосине рассеивают свет так, как это следует из теории Рэлея, т.е. интенсивность света в видимом диапазоне возрастает пропорционально . Это свидетельствует о достаточно малых размерах рассеивающих частиц по сравнению с длиной волны рассеиваемого света. В то же время им был сделан оценочный вывод о том, что увеличение интенсивности светорассеяния по отношению к теоретически рассчитанному согласно теории Ми, вызвано агрегатами, состоящими примерно из 14 частиц. Теоретический расчет электро-магнитооптических эффектов (двойное лучепреломление, дихроизм и др.) использует модель отдельных однодоменных частиц, что затрудняет интерпретацию экспериментальных результатов, полученных в последнее время [2,3]. Для систематического изучения физических свойств МЖ необходима разработка электро-магнитооптических методов исследования магнитных коллоидных систем. Разработка этих методов связана с решением целого ряда проблем, имеющих как чисто теоретический, так и прикладной характер. Для исследования структуры и свойств различных коллоидных систем применяются оптические методы, основанные на эффектах рассеяния света, двойного лучепреломления и дихроизма. Изучение коллоидных систем по рассеянию ими света при воздействии внешнего электрического поля даёт возможность определить электрические характеристики частиц дисперсной фазы, что в случае магнитных коллоидных систем имеет принципиальное значение в вопросах агрегативной устойчивости МЖ. Существенную практическую важность имеет также определение функции распределения частиц МЖ по размерам, знание которой является определяющим в технологических процессах изготовления МЖ.
Нами произведено исследование рассеяния света в магнитных коллоидах феррита кобальта и магнетита в керосине с объемной концентрацией твердой фазы 10-4 при воздействии переменный и импульсных электрического и магнитного полей. Источником света являлся He-Ne лазер с длиной волны излучения l=632,8 нм. Свет проходил через цилиндрическую кювету с образцом, которая была помещена внутрь катушек Гельмгольца, создающих магнитное поле напряженностью до 8 кА/м. Электрическое поле напряженностью до 3 МВ/м создавалось с помощью двух плоскопараллельных алюминиевых электродов, помещенных внутрь кюветы с образцом. Расстояние между электродами 2 мм. Регистрация рассеянного света производилась при помощи фотоэлектронного умножителя ФЭУ-27 при различных углах наблюдения Q. Сигнал с ФЭУ подавался на вход осциллографа. Плоскость поляризации падающего света была установлена перпендикулярно плоскости наблюдения. Техническая часть установки для создания импульсных электрического и магнитного полей описана нами в [2].
Исследования индикатрисы рассеяния света без воздействия поля показало, что она имеет несимметричный характер с преобладанием рассеяния в сторону малых углов рассеяния. ............
