Light scattering
of water under magnetic field
Kovalenko V.F., Bordyuk A.Yu., Shutov S.V.
Kherson National Technical University, 24 Berislav Highway,
73008 Kherson, Ukraine
download full version
Effect of static magnetic field with the strength up to 6.4×104 A/m
on the structural properties of water is investigated at 300 K, using measurements
of angular dependences of the scattered laser radiation intensity. This
effect manifests itself in the changes of basic structural properties of
water such as a set of clusters available, their concentration and sizes.
A degree and character of the changes depend on the modes of field influence
(e.g., fixed or rotating field), the field strength and action time, the
initial set and concentration of clusters in the water, as well as parameters
of the field rotation. The structural properties change due to work of
the field upon the orientation, along the field direction, of magnetic
moments of clusters’ elements (hexagonal rings, planes, etc.) and the
clusters as a whole. This work is spent, on the one hand, on breaking hydrogen
bonds that bind the cluster elements, and surmounting a friction force
appearing when the clusters rotate in the magnetic field. Besides, it is
spent on forming new clusters from the fragments of destroyed ones and
forming magnetically ordered clusters from the intact ones. We also offer
a method for determining shapes of the clusters, which is based on the
use of magnetic field and allows estimating their 3D configuration.
Keywords: light scattering, water clusters,
phase transitions
PACS: 42.62.-b, 61.20.-p, 61.25.-f, 78.35+c,
78.40.Dw
UDC: 591.044; 577.3
Ukr. J. Phys. Opt.
11 6-20
doi: 10.3116/16091833/11/1/6/2010
Received: 02.10.2009
Анотація. При T = 300 К досліджено вплив
постійного магнітного поля напруженістю
H≤ 6,4 х104 А/м на структурні властивості
води на основі вимірювання кутових залежностей
інтенсивності розсіяного лазерного випромінювання.
Цей вплив проявлявся у зміні основних характеристик
структурності: концентрації і набору кластерів,
їх розмірів. Ступінь і характер цієї зміни
залежали від способу впливу поля (нерухоме
та
обертове), його напруженості і часу впливу,
набору і концентрації кластерів у вихідній
воді, параметрів обертання поля. Зміна
структурності води обумовлена роботою
поля щодо орієнтації магнітних моментів
елементів (гекса-гональних кілець, площин)
кластерів і самих кластерів у напрямку
дії поля, що ви-трачається, з одного боку,
на розрив водневих зв'язків між елементами
кластерів, а також на подолання сили тертя
кластерів при їх розвороті в магнітному
полі, і, з іншого боку - на формування нових
кластерів з фрагментів зруйнованих і цілих
кластерів, але з упорядкованою магнітною
орієнтацією. |
|