Измерение при очень низких температурах и высоких частотах

Условия X > 1 и (ОТ, > 1 соответствуют или очень высоким частотам, или очень большим временам релаксации. Первое из этих условий может быть реализовано лишь на гиперзвуковых частотах, второе— при измерениях при очень низких температурах. Результаты прямых экспериментов по рэлеевскому рассеянию света в жидкостях и твердых телах - , так же как и экспериментальные данные по измерению скорости ультразвука в полимерах вблизи 4,2 °К, показывают, что и в этом случае не наблюдается уменьшения скорости звука с ростом величины сот. Наоборот, с ростом сот (при сот > 1) скорость звука с, как правило, возрастает. [c.26]

В середине 60-х годов был изобретен новый физический прибор, получивший название сквид. Его действие основано на использовании сугубо квантовых явлений, а именно эффекта Джозефсона и явления квантования магнитного потока в сверхпроводниках. Появление этого прибора в лабораториях открыло совершенно новые возможности для исследований, связанных с измерением очень слабых магнитных полей. (Приборы, использующие эффект Джозефсона, имеют и много других областей применения [1, 2].) Сквид, применяемый как магнитометр, резко расширил диапазон измеримых магнитных полей, так как порог его чувствительности на два-три порядка ниже по сравнению с лучшими магнитометрами других систем. Наряду с более высокой чувствительностью сквид обладает целым рядом других важных преимуществ. Он имеет очень небольшой размер, так что в ряде случаев его считают точечным. Сквидом можно измерять все три компоненты вектора магнитного поля (многие магнитометры определяют лишь абсолютную величину поля). Далее, это достаточно широкополосный прибор, обеспечивающий измерения в диапазоне от постоянного поля до переменных с частотой до нескольких мегагерц. И, наконец, сквид обладает уникальной линейностью зависимости выходного сигнала от внешнего магнитного поля, что позволяет с высокой точностью измерять изменения магнитных полей. Определенным недостатком сквида является лишь то, что он работает только при очень низких температурах, необходимых для реализации сверхпроводящего состояния. Обычно сквид помещается в дьюаровский сосуд с жидким гелием. Это обстоятельство заметно ограничивает, по крайней мере в настоящее время, область применения столь уникального прибора. [c.4]

Однако правильно было бы считать, вероятно, что электрические измерения не могут использоваться для получения физических характеристик системы, связанных с ее термодинамическими свойствами, но являются очень удобным методом, позволяющим следить за превращениями, происходящими в полимере, и изучать их. Так, О Рейли использовал электрические измерения для изучения влияния высокого давления на свойства поливинилацетата (рис. 96). Увеличение давления приводит к сдвигу максимума диэлектрических потерь в сторону низких частот. Сопоставляя рис. 96 и 89, можно видеть, что влияние повышения давления аналогично влиянию понижения температуры. Это же можно выразить и другим способом, а именно увеличение давления приводит к повышению температу- [c.149]

При резонансной частоте магнитные моменты ядер переориентируются. Так как переходы с более высокого на более низкий энергетический уровень происходят с той же вероятностью, что и с более низкого на более высокий, то в результате равных заселенностей двух энергетических уровней энергия поглощения будет равна нулю. Однако, так как разность между энергетическими уровнями очень мала (приблизительно 10- кал), распределение ядер на более низком и более высоком уровнях сильно зависит от температуры. При абсолютном нуле все ядра находятся на более низком уровне. В интервале температур, обычно используемых для измерения (О—25Х), в результате теплового движения многие ядра переходят на более высокий уровень однако на более низком уровне все еще остается небольшой избыток ядер (1 на 10 ). Когда приложено радиочастотное излучение, имеющее резонансную частоту, энергия поглощается, и заселенности более высокого и более низкого энергетических состояний выравниваются. Как только они стали равными, больше нельзя обнаружить поглощения. Чтобы поглощение было непрерывным (как и происходит на самом деле), должно каким-то образом восстанавливаться первоначальное неравное распределение. Любой процесс, при котором происходит возвращение системы к начальному состоянию, обозначается общим термином релаксация . В оптической спектроскопии (имеющей дело с электронными и колебательными уровнями) статус-кво восстанавливается либо за счет потери поглощенной энергии в виде тепла (путем столкновений молекул), либо за счет флуоресценции. В случае ЯМР имеется два основных вида релаксационных процессов спин-решеточная, ила продольная, релаксация и спин-спиновая, или поперечная, релаксация. Эти сложные процессы [c.492]

Сходным с только что описанным способом измерения восприимчивости является применение высокочастотных переменных полей при низких температурах. Хорошо известно, что полярные вещества дают аномальную дисперсию и абсорбцию, когда диэлектрическая проницаемость измеряется при очень высоких частотах. Оказывается, что аналогично ведут себя и парамагнитные вещества при низких температурах и частотах в несколько мегагерц [78]. Прибор для таких измерений состоит из индукционного моста, причем образец вводится в один из двух соленоидов в мосте. Явление парамагнитной абсорбции сильно возрастает при высокочастотных измерениях в параллельном постоянном магнитном поле. Этот эффект наблюдался Бронсом и Гортером [79]. Мостик взаимоиндукции, пригодный для этого типа измерений, описан ДеТаазом и Дю-Пре[80] ). [c.28]

Для наиболее полной характеристики полимерных материалов необходимо проводить акустические исследования в возможно более широком диапазоне частот и достаточно большом интервале температур. Один и тот же полимер (находящийся, например, в высокоэластическом состоянии) может иметь на низких частотах очень малый динамический модуль упругости — порядка 10 — 10 дин см , а на высоких частотах — порядка 10 ° дин/см При измерениях на одной фиксированной частоте и при изменении температуры в широких пределах один и тот же полимер может иметь в области низких температур динамический модуль порядка 10 дин1см , а в высокотемпературной области— 10 —10 дин/см . Так как реализовать широкий диапазон частот и большой интервал температур на одной экспериментальной установке невозможно, то акустические измерения можно проводить двумя способами. [c.50]

Обычно акустические измерения стараются проводить на одной или нескольких частотах в интервале температур от —150 до -Ь300 °С. В связи с этим, естественно, возникает вопрос о том, на каких частотах предпочтительнее проводить такие измерения. Очень распространенным является мнение, что лучше всего проводить измерения на самых низких частотах. Сторонники этой точки зрения обычно утверждают, что при измерениях на высоких частотах релаксационные максимумы смещаются (с повышением частоты) в сторону более высоких температур и накладываются друг на друга, что резко снижает разрешающую способность метода. При этом упускается из виду другая любопытная особенность акустических измерений в полимерах при измерениях на низких частотах релаксационные максимумы оказываются смещенными в сторону низких температур и также могут сливаться, что, естественно, снижает разрешающую способность акустических измерений. [c.51]

Вязкость систем поливинилхлорид — пластификатор при низком содержании пластификатора очень велика. Только при высоком содержании пластификатора и связанным с этим снижением внутренней вязкости системы время релаксации становится настолько мало, что сегменты макромолекул полярного полимера могут ориентироваться в электрическом поле. С повышением температуры вязкость системы уменьшается и для того же времени релаксации, которое устанавливается при данной частоте, требуется меньшее количество пластификатора. Методы определения вну-треннней вязкости системы, основанные на измерении диэлектрических показателей, весьма чувствительны, поскольку диэлектрические свойства очень сильно изменяются при незначительном изменении концентрации пластификатора. При различном содержании пластификатора в пластических массах б достигает максимального значения, зависящего от температуры и частоты. Так как максимальные значения б обусловлены строением пластификаторов, возникает еще одна возможность сравнения действия пластификаторов. Для этой цели было предложено уравнение [c.147]

Интересно отметить следующие результаты этих работ. Во-первых, сумма показателей т- -п=2, что снижает число свободных констант. Во-вторых, т я п от температуры практически не зависят (на изменение типе температурой указывалось лишь в [87]). В-третьих, в то время как кх и кг зависят от температуры очень сильно, их отношение, характеризующее эффект автоускорения отверждения, к изменению температуры практически нечувствительно. Эффективная энергия акт1ивации, вычисленная многими авторами по к , лежит в интервале 76 3 кДж/моль в [91] приводилось то же значение и, вычисленное по 2, но существенно более высокое (л ЮЗ кДж/моль), чем найденное по температурной зависимости к. Лишь в работе [91] давалось значительно более низкое значение 11 Х л 40 кДж/моль, найденное по температурной зависимости динамического модуля упругости, измеренного при фиксированной частоте. Ниже приводятся значения т и п, найденные различными авторами [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология