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Efecto Moisés

Se representan los efectos Moisés directos (A) e inversos (B).
Efectos Moisés directos (A) e inversos (B).

En física , el efecto Moisés es un fenómeno de deformación de la superficie de un líquido diamagnético por un campo magnético . [1] [2] El efecto debe su nombre a la figura bíblica Moisés , inspirada en el cruce mitológico del Mar Rojo en el Antiguo Testamento . [2]

El rápido progreso en el desarrollo de imanes de neodimio , que suministran campos magnéticos tan altos como c. 1 T , permite experimentos simples y económicos relacionados con el efecto Moses y su visualización. [3] [4] [5] La aplicación de campos magnéticos en el orden de magnitud de 0,5-1 T da como resultado la formación del "pozo" cerca de la superficie con una profundidad de docenas de micrómetros. Por el contrario, la superficie de un líquido paramagnético se eleva por el campo magnético. Este efecto se llama efecto Moses inverso. [1] Por lo general, se sugiere de forma latente que la forma del pozo surge de la interacción de la fuerza magnética y la gravedad y la forma del pozo cerca de la superficie está dada por la siguiente ecuación:

donde χ  y ρ  son la susceptibilidad magnética y la densidad del líquido respectivamente, B es el campo magnético, g es la aceleración de la gravedad y μ 0 es la permitividad magnética del vacío. [6] En realidad, la forma del pozo cercano a la superficie depende también de la tensión superficial del líquido. El efecto Moisés permite atrapar partículas diamagnéticas flotantes y la formación de micropatrones . [7] [8] La aplicación de un campo magnético ( B ≅0,5 T) en interfaces diamagnéticas líquido/vapor permite el accionamiento de cuerpos diamagnéticos flotantes y burbujas de jabón. [9] [10]

Referencias

  1. ^ ab Kitazawa, Koichi; Ikezoe, Yasuhiro; Uetake, Hiromichi; Hirota, Noriyuki (enero de 2001). "Efectos del campo magnético sobre agua, aire y polvos". Física B: Materia Condensada . 294–295: 709–714. Código Bib : 2001PhyB..294..709K. doi :10.1016/S0921-4526(00)00749-3.
  2. ^ ab Hirota, Noriyuki; Homma, Takuro; Sugawara, Hiroharu; Kitazawa, Koichi; Iwasaka, Masakazu; Ueno, Shoogo; Yokoi, Hiroyuki; Kakudate, Yozo; Fujiwara, Shuzo (1 de agosto de 1995). "Aumento y caída del nivel superficial de soluciones de agua bajo un alto campo magnético". Revista Japonesa de Física Aplicada . 34 (Parte 2, Núm. 8A): L991–L993. Código Bib : 1995JaJAP..34L.991H. doi :10.1143/JJAP.34.L991. S2CID  250847546.
  3. ^ Laumann, Daniel (septiembre de 2018). "Incluso los líquidos son magnéticos: observación del efecto Moisés y el efecto Moisés inverso". The Physics Teacher . 56 (6): 352–354. Bibcode :2018PhTea..56..352L. doi : 10.1119/1.5051143 . ISSN  0031-921X.
  4. ^ Chen, Zijun; Dahlberg, E. Dan (marzo de 2011). "Deformación del agua por un campo magnético". The Physics Teacher . 49 (3): 144–146. Bibcode :2011PhTea..49..144C. doi :10.1119/1.3555497. ISSN  0031-921X.
  5. ^ Dong, Jun; Miao, Runcai; Qi, Jianxia (15 de diciembre de 2006). "Visualización de la superficie curva del líquido mediante el método óptico". Journal of Applied Physics . 100 (12): 124914–124914–5. Bibcode :2006JAP...100l4914D. doi :10.1063/1.2401315. ISSN  0021-8979.
  6. ^ Landau, LD (1984). Electrodinámica de medios continuos . Lifshit︠s︡, EM (Evgeniĭ Mikhaĭlovich), Pitaevskiĭ, LP (Lev Petrovich), Лифшиц, Е. M. (Евгений Михайлович), Питаевский, Л. P. (Лев Петрович) (2ª ed., ed. rev. y enl.). Oxford [Oxfordshire]: Pérgamo. ISBN 9781483293752.OCLC 625008916  .
  7. ^ Kimura, Tsunehisa; Yamato, Masafumi; Nara, Akihiro (febrero de 2004). "Atrapamiento de partículas y ondulación de una superficie líquida utilizando un campo magnético modulado microscópicamente". Langmuir . 20 (3): 572–574. doi :10.1021/la035768m. ISSN  0743-7463. PMID  15773077.
  8. ^ Uemura, T.; Kimura, T.; Sugitani, M.; Kumakura, M. (19 de junio de 2006). "Formación de agujeros de contacto en protuberancias en chips semiconductores por efecto Micro-Moisés". Materiales avanzados . 18 (12): 1549–1551. Código Bibliográfico :2006AdM....18.1549U. doi :10.1002/adma.200600085. ISSN  0935-9648. S2CID  137545091.
  9. ^ Frenkel, Mark; Danchuk, Viktor; Multanen, Victor; Legchenkova, Irina; Bormashenko, Yelena; Gendelman, Oleg; Bormashenko, Edward (5 de junio de 2018). "Hacia una comprensión del desplazamiento magnético de cuerpos diamagnéticos flotantes, I: hallazgos experimentales". Langmuir . 34 (22): 6388–6395. doi :10.1021/acs.langmuir.8b00424. ISSN  0743-7463. PMID  29727191.
  10. ^ Legchenkova, Irina; Chaniel, Gilad; Frenkel, Mark; Bormashenko, Yelena; Shoval, Shraga; Bormashenko, Edward (septiembre de 2018). "La deformación de la interfaz líquido/vapor inspirada magnéticamente impulsa las burbujas de jabón". Surface Innovations . 6 (4–5): 231–236. doi : 10.1680/jsuin.18.00022 . ISSN  2050-6252.