Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 41: POSTER II

DY 41.8: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–13:00, Z

Magnetisch beeinflusste Oberflächenformen in ruhenden, vibrierenden und tropfenden Ferrofluiden — •I. Rehberg, B. Reimann, A. Rothert, A. Tiefenau und R. Richter — Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, PSF 4120, D-39016 Magdeburg

Klassische Phänomene der Hydrodynamik erscheinen in einem neuen Licht wenn wir als Flüssigkeit eine kolloidale Suspension von magnetischen Nanopartikeln verwenden. Diese sog. Ferrofluide reagieren aufgrund ihrer super-paramagnetischen Eigenschaften empfindlich auf magnetische Gleich- und Wechselfelder. So führt ein normal zur Flüssigkeitsoberfläche angelegtes Gleichfeld oberhalb einer kritischen Feldstärke zur Ausbildung von spitzen Oberflächendeformationen, den sog. Rosensweig-Stacheln. Wir vermessen diese Oberflächendeformationen in Abhängigkeit von der Feldstärke und vergleichen mit Resultaten der analytischen und numerischen Behandlung der Instabilität.

Treten anstelle der ruhenden Flüssigkeitsoberfläche durch vertikale Vibration parametrisch erregte Oberflächenwellen, so äussert sich der Einfluss eines überkritischen Magnetfeldes in einer nicht-monotonen Dispersionsrelation. Wir vermessen die positiv- und negativdifferentiellen Äste der Dispersionsrelation in Abhängigkeit von Magnetfeld und Füllhöhe.

Schliesslich ermöglichen die super-paramagnetischen Eigenschaften von Ferrofluiden den Aufbau von Flüssigkeitsbrücken zwischen den gegenständigen Polen zweier Elektromagneten. Wir untersuchen die letzte Phase des Zerfalls der Flüssigkeitsbrücke mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und vergleichen die Berandungskurve der Brücke mit der universellen Skalenfunktion für nichtmagnetische Flüssigkeiten.