Crédit :Université de Californie - Riverside
Physiciens à l'Université de Californie, Bord de rivière, ont conçu une expérience pour expliquer le concept de résonance magnétique. Le projet a été réalisé par des étudiants de premier cycle en collaboration avec des enseignants locaux du secondaire.
Une technique polyvalente employée en chimie, la physique, et recherche de matériaux, la résonance magnétique décrit une excitation résonante de spins de noyaux d'électrons ou d'atomes résidant dans un champ magnétique au moyen d'ondes électromagnétiques. La résonance magnétique fournit également la base de l'imagerie par résonance magnétique, ou IRM, l'outil non invasif central de la médecine diagnostique et de la recherche médicale.
"Deux de mes étudiants de premier cycle ont développé l'expérience de démonstration basée sur une boussole, un objet auquel tout le monde peut s'identifier, " a déclaré Igor Barsukov, professeur adjoint au département de physique et d'astronomie de l'UC Riverside, qui a supervisé le projet.
Barsukov a expliqué que la boussole est placée au milieu d'une bobine de fil alimentée par une petite tension alternative. Un aimant de réfrigérateur à proximité de la boussole aligne son aiguille. Lorsque l'aimant du réfrigérateur est rapproché de la boussole, l'aiguille commence à osciller à un "point doux". Lorsque l'aimant est éloigné du sweet spot, l'oscillation s'arrête. Cette oscillation correspond à la résonance magnétique de l'aiguille de la boussole dans le champ magnétique de l'aimant du réfrigérateur.
Montage expérimental. Crédit :UCR/Laboratoire Barsukov
« Lors d'événements de sensibilisation pour le grand public, les gens nous font souvent part de leurs inquiétudes concernant les procédures d'IRM qu'ils doivent subir dans un hôpital, " dit Barsukov. " Ils l'associent aux radiations. Nous voulions concevoir une pratique, expérience sur table pour apaiser leurs inquiétudes et fournir une explication visuelle de la physique sous-jacente. »
L'équipe de Barsukov a initié une collaboration avec la Physics Teacher Academy, un programme UCR offrant une formation aux enseignants du secondaire local, pour s'assurer qu'il convient également à une salle de classe de lycée.
« Une interaction étroite avec les enseignants a changé notre point de vue sur ce que devrait être une bonne expérience de démonstration visant à améliorer la culture scientifique, " a déclaré Barsukov. "Nous avons décidé d'utiliser des techniques d'impression 3D pour la configuration expérimentale et les générateurs de tension basés sur smartphone. Cela réduit la charge de temps des instructeurs et rend la présentation plus accessible et attrayante pour les étudiants."
Igor Barsukov (à droite) est vu ici avec le coauteur David Nelson, un étudiant de premier cycle dans le laboratoire de Barsukov à UC Riverside. Crédit :UCR/Laboratoire Barsukov
Le projet a été récemment publié dans Le professeur de physique et présenté début novembre 2019 dans la section pédagogique de Magnétisme et Matériaux Magnétiques, une conférence majeure dans la recherche sur le magnétisme.
« Le projet s'est avéré vraiment synergique, " a déclaré Barsukov. " Nous avons beaucoup appris des enseignants du secondaire avec qui nous avons travaillé et avons pu concevoir un outil passionnant pour la sensibilisation, que je peux également utiliser dans mes cours à l'UCR. Travailler sur ce projet a été une excellente expérience de laboratoire pour mes étudiants."
