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Tragbare Optische Pinzette
Dabei bezeichnet ��
Temperatur der Probe in Kelvin (entspricht der Zimmertemperatur) und ��
Konstante, welche eine Naturkonstante mit dem Wert von 1,38 ⋅ 10
Aufgabe
Bestimmen Sie die effektive Viskosität ��
Sie Gleichung (33) nach der Viskosität umformen und die Steigung �� der Messkurve aus
der vorangegangenen Aufgabe verwenden.
Lösung
Die Gleichung zur Berechnung der effektiven Viskosität ��
Dabei entspricht �� der Zimmertemperatur, ��
und �� der zuvor ermittelten Steigung der verwendeten PS-Kügelchen.
Die ermittelten effektiven Viskositäten sollten in der Größenordnung von einigen
−3 ����
10
liegen.
2
��
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 ��
Hierbei beschreibt ��
Kügelchens und �� die Geschwindigkeit. Von der maximalen Haltekraft spricht man genau
dann, wenn das PS-Kügelchen bei einer bestimmten Geschwindigkeit ��
festgehalten werden kann. Dies ist der Fall, wenn beide Kräfte im Gleichgewicht sind:
Die Haltekräfte liegen in einem Bereich von wenigen ����.
Seite 74
�� =
die effektive Viskosität, �� den Radius des PS-Kügelchens, �� die
������
��
������
, die von der Suspension, in der sich das PS-Kügelchen
��
��
= 6����
��
die effektive Viskosität der Suspension, �� den Radius des PS-
������
��
= ��
������������
��,������
2��
��
��
3����
��
������
der Probe mit den 3µ�� −PS-Kugeln, indem
������
2��
��
��
=
3������
der Boltzmann-Konstante, �� dem Radius
��
gilt
��
����
������
= 6����
����
������
������
Kapitel 7: Experimente
die Boltzmann-
��
−23 ��
ist.
��
lautet:
������
der optischen Falle,
��
������
MTN012639-D03
(33)
(34)
(35)
gerade noch
(36)
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