Fysiker vid University of California, Riverside, har utformat ett experiment för att förklara begreppet magnetisk resonans. Projektet genomfördes av studenter i samarbete med lokala gymnasielärare.

En mångsidig teknik som används inom kemi, fysik, och materialforskning, magnetisk resonans beskriver en resonant excitation av elektron- eller atomkärnor som snurrar i ett magnetfält med hjälp av elektromagnetiska vågor. Magnetisk resonans utgör också grunden för magnetisk resonansavbildning, eller MR - det centrala icke -invasiva verktyget inom diagnostisk medicin och medicinsk forskning.

"Två av mina doktorander utvecklade demonstrationsexperimentet baserat på en kompass, ett objekt som alla kan relatera till, "sa Igor Barsukov, en biträdande professor vid UC Riverside Department of Physics and Astronomy, som övervakade projektet.

Barsukov förklarade att kompassen är placerad i mitten av en trådspole som matas med en liten växelspänning. En kylmagnet i närheten av kompassen riktar in nålen. När kylmagneten kommer närmare kompassen, nålen börjar svänga på en "söt fläck". När magneten flyttas bort från sweet spot, oscillationen stannar. Denna svängning motsvarar magnetresonansen hos kompassnålen i kylfältets magnetfält.

"Under uppsökande evenemang för den bredare allmänheten, människor delar ofta med oss ​​sina bekymmer om MR -ingrepp som de behöver genomgå på ett sjukhus, "Sa Barsukov." De förknippar det med strålning. Vi ville designa en praktisk, bordsförsök för att lindra deras oro och för att ge en visuell förklaring till den bakomliggande fysiken. "

Barsukovs team inledde ett samarbete med Physics Teacher Academy, ett UCR-baserat program som ger utbildning för lokala gymnasielärare, för att se till att det också är lämpligt för ett gymnasium.

"Tät interaktion med lärarna förändrade vårt perspektiv på vad ett bra demonstrationsexperiment som syftar till att förbättra vetenskaplig läskunnighet bör vara, "Sa Barsukov." Vi bestämde oss för att använda 3D-utskriftstekniker för den experimentella installationen och smartphone-baserade spänningsgeneratorer. Det minskar tidbördan för instruktörer och gör presentationen mer tillgänglig och tilltalande för studenter. "

Projektet publicerades nyligen i Fysikläraren och presenterades i början av november 2019 i utbildningssektionen för magnetism och magnetiskt material, en stor konferens inom magnetismforskning.

"Projektet visade sig vara riktigt synergistiskt, "Barsukov sa." Vi lärde oss mycket av gymnasielärarna vi arbetade med och kunde designa ett spännande verktyg för uppsökande, som jag också kan använda i mina klasser på UCR. Att arbeta med det här projektet var en stor labbupplevelse för mina studenter. "