Bagaimana Eksperimen Sederhana Menjelaskan Resonansi Magnetik.

Pengaturan eksperimen. Kredit: lab UCR / Barsukov. 

Fisikawan di University of California, Riverside, telah merancang percobaan untuk menjelaskan konsep resonansi magnetik. Proyek ini dilakukan oleh siswa sarjana bekerja sama dengan guru sekolah menengah setempat.

Sebuah teknik serbaguna yang digunakan dalam riset kimia, fisika, dan material, resonansi magnetik menggambarkan eksitasi resonan dari elektron atau inti atom yang berada di medan magnet melalui gelombang elektromagnetik. Resonansi magnetik juga menyediakan dasar untuk pencitraan resonansi magnetik, atau MRI - alat noninvasif sentral dalam kedokteran diagnostik dan penelitian medis.

"Dua mahasiswa sarjana saya mengembangkan eksperimen demonstrasi berdasarkan kompas, sebuah objek yang dapat dihubungkan dengan semua orang," kata Igor Barsukov, asisten profesor di Departemen Fisika dan Astronomi UC Riverside, yang mengawasi proyek.

Barsukov menjelaskan kompas ditempatkan di tengah-tengah kumparan kawat yang diumpankan dengan tegangan bolak-balik kecil. Sebuah magnet kulkas di sekitar kompas meluruskan jarumnya. Ketika magnet kulkas dibawa lebih dekat ke kompas, jarum mulai berosilasi di "titik manis." Ketika magnet dipindahkan dari sweet spot, osilasi berhenti. Osilasi ini sesuai dengan resonansi magnetik jarum kompas di medan magnet magnet kulkas.

"Selama acara penjangkauan untuk publik yang lebih luas, orang sering berbagi dengan kami keprihatinan mereka tentang prosedur MRI yang harus mereka alami di rumah sakit," kata Barsukov. "Mereka mengaitkannya dengan radiasi. Kami ingin merancang eksperimen langsung di atas meja untuk meredakan kekhawatiran mereka dan memberikan penjelasan visual untuk fisika yang mendasarinya."

Tim Barsukov memprakarsai kolaborasi dengan Akademi Guru Fisika, sebuah program berbasis UCR yang menyediakan pelatihan bagi para guru sekolah menengah setempat, untuk memastikan itu juga cocok untuk kelas sekolah menengah.

"Interaksi yang erat dengan para guru mengubah perspektif kami tentang apa percobaan percobaan yang baik yang ditujukan untuk meningkatkan literasi ilmiah seharusnya," kata Barsukov. "Kami memutuskan untuk menggunakan teknik cetak 3-D untuk pengaturan eksperimental dan generator tegangan berbasis smartphone. Ini mengurangi beban waktu untuk instruktur dan membuat presentasi lebih mudah diakses dan menarik bagi siswa."

Proyek ini baru-baru ini diterbitkan dalam The Physics Teacher dan disajikan pada awal November 2019 di bagian pendidikan Magnetisme dan Bahan Magnetik, sebuah konferensi utama dalam penelitian magnetisme.

"Proyek itu ternyata benar-benar sinergis," kata Barsukov. "Kami belajar banyak dari guru-guru sekolah menengah tempat kami bekerja dan mampu merancang alat yang menarik untuk penjangkauan, yang juga dapat saya gunakan di kelas-kelas saya di UCR. Bekerja di proyek ini adalah pengalaman laboratorium yang hebat bagi para siswa saya."