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efecto moises

Se representan los efectos de Moisés directo (A) e inverso (B).
Efectos de Moisés directo (A) e inverso (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 lleva el nombre de la figura bíblica Moisés , inspirado 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 de hasta c. 1 T , permite experimentos sencillos y económicos relacionados con el efecto Moisés y su visualización. [3] [4] [5] La aplicación de campos magnéticos del orden de magnitud de 0,5-1 T da como resultado la formación de un "pozo" cercano a la superficie con una profundidad de decenas de micrómetros. Por el contrario, la superficie de un líquido paramagnético se eleva debido al campo magnético. Este efecto se denomina efecto Moisés inverso. [1] Generalmente se sugiere latentemente que la forma del pozo surge de la interacción de la fuerza magnética y la gravedad y que la forma del pozo cercano a la superficie viene 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 formar 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 pompas 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 campo magnético elevado". 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". El Profesor de Física . 56 (6): 352–354. Código Bib : 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". El Profesor de Física . 49 (3): 144-146. Código bibliográfico : 2011PhTea..49..144C. doi : 10.1119/1.3555497. ISSN  0031-921X.
  5. ^ Dong, junio; Miao, Runcai; Qi, Jianxia (15 de diciembre de 2006). "Visualización de la superficie curva del líquido mediante el método óptico". Revista de Física Aplicada . 100 (12): 124914–124914–5. Código Bib : 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 mediante 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 orificios 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, Marcos; Danchuk, Viktor; Multanen, Víctor; 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, Marcos; Bormashenko, Yelena; Shoval, Sraga; Bormashenko, Edward (septiembre de 2018). "La deformación de la interfaz líquido/vapor inspirada magnéticamente impulsa las pompas de jabón". Innovaciones en superficies . 6 (4–5): 231–236. doi : 10.1680/jsuin.18.00022 . ISSN  2050-6252.