Inhaltsverzeichnis
Werbung
Tragbare Optische Pinzette
Hierbei beschreibt
Suspension. Letztere sagt aus, wie „zäh" die Kombination aus Wasser und PS-
Kügelchen ist und unterscheidet sich für jede Probe. Da die Viskosität von
verschiedenen Faktoren abhängig ist, muss sie experimentell bestimmt werden. Sie ist
abhängig von der mittleren quadratischen Verschiebung der Teilchen, welche in der
vorangegangenen Aufgabe bestimmt, und in einem Diagramm über die Zeit aufgetragen
wurde. Dabei ergab sich eine Gerade, deren Steigung sich über die folgende Gleichung
bestimmen lässt:
Dabei bezeichnet
Temperatur der Probe in Kelvin (entspricht der Zimmertemperatur) und
Boltzmann-Konstante, welche eine Naturkonstante mit dem Wert von 1,38 ⋅ 10
Aufgabe
Bestimmen Sie die effektive Viskosität
Sie Gleichung (23) nach der Viskosität umformen und die Steigung
der vorangegangenen Aufgabe verwenden.
Lösung
Die Gleichung zur Berechnung der effektiven Viskosität
Dabei entspricht
und
der zuvor ermittelten Steigung der verwendeten PS-Kügelchen.
Die ermittelten effektiven Viskositäten sollten in der Größenordnung von einigen
10
liegen.
Aufgabe
Ab welcher Geschwindigkeit kann das PS-Kügelchen nicht mehr festgehalten werden?
Bestimmen Sie die maximale Haltekraft der optischen Pinzette.
Lösung
Befindet sich das PS-Kügelchen in der optischen Falle, so wirken auf dieses zwei Kräfte.
Zum einen die Reibungskraft
befindet, ausgeht und somit der anderen Kraft, der Haltekraft
entgegenwirkt. Für die Reibungskraft
Seite 67
den Radius des PS-Kügelchens und
die effektive Viskosität,
der Zimmertemperatur,
, die von der Suspension, in der sich das PS-Kügelchen
6
2
3
den Radius des PS-Kügelchens,
der Probe mit den 3μ
2
3
der Boltzmann-Konstante,
gilt
MTN002252-D03 Rev E, 29.September, 2016
die effektive Viskosität der
PS-Kugeln, indem
der Messkurve aus
lautet:
dem Radius
der optischen Falle,
(22)
(23)
die
die
ist.
(24)
Werbung
Inhaltsverzeichnis
