H ηλεκτρεγερτική δύναμη σε ένα κύκλωμα που επάγεται από μεταβολή του πεδίου Β δίνεται από το νόμο του Faraday.

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Οι συσκευές μέτρησης μαγνητικών πεδίων καλούνται μαγνητόμετρα. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι γιά τη μέτρηση του μαγνητικού πεδίου Η, της μαγνητικής επαγωγής Β και της μαγνήτισης Μ. Αυτές χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες. Αυτές που βασίζονται στη μαγνητική επαγωγή χρησιμοποιώντας πηνία και αυτές που βασίζονται στη μέτρηση μεταβολών σε κάποιες ιδιότητες του υλικού που οφείλονται στη παρουσία ενός πεδίου. 3. Μέθοδοι επαγωγής H ηλεκτρεγερτική δύναμη σε ένα κύκλωμα που επάγεται από μεταβολή του πεδίου Β δίνεται από το νόμο του Faraa. B V N NA () t t όπου Α είναι η διατομή του πηνίου και Ν ο αριθμός των σπειρών. 3.. Μέθοδοι στάσιμου πηνίου. Ραβδόμορφα υλικά Το πηνίο ανίχνευσης τυλίσσεται γύρω από το κέντρο του δείγματος και αυτό με τη σειρά του τοποθετείται στο κέντρο σωληνοειδούς (ή στο διάκενο ηλεκτρομαγνήτη) όπως στο Σχήμα. Το σωληνοειδές μήκους L δημιουργεί πεδίο H a =N i /L. Το πηνίο ανίχνευσης συνδέεται με μία συσκευή ολοκλήρωσης, όπως ένα βαλλιστικό γαλβανόμετρο ή ροόμετρο. Οι συσκευές αυτές μετρούν τη μαγνητική επαγωγή στο δείγμα από τη σχέση B N A Vt () Η ηλεκτρεγερτική δύναμη εξ αιτίας της μεταβολής της μαγνητικής ροής στο ανιχνεύον πηνίο, δημιουργεί ένα ρεύμα στο γαλβανόμετρο i =V/R, όπου R η αντίσταση του γαλβανόμετρου. Το ρεύμα προκαλεί απόκλιση στο γαλβανόμετρο ανάλογη με το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο q i t που ρέει μέσα από τη συσκευή. Αν q=k η μαγνητική επαγωγή μπορεί να μετρηθεί από τη σχέση Rk B N A (3) Η απόκλιση είναι ανάλογη προς τη μεταβολή ΔΦ της μαγνητικής ροής. Η μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί γιά τη μέτρηση της καμπύλης επαγωγής Β(Η a ) και του βρόχου υστέρησης του υλικού.

2 Σωληνοειδές Προς μαγνητίζον κύκλωμα δείγμα ανιχνεύον πηνίο Σχήμα Βαλλιστική μέθοδος γιά ράβδους. προς κύκλωμα ροόμετρου Το εσωτερικό πεδίο Η όμως στο υλικό είναι μικρότερο από το πεδίο του σωληνοειδούς Η a, εξ αιτίας του απομαγνητίζοντος πεδίου. Κατά τη μέτρηση μίας καμπύλης επαγωγής Β(Η a ), η πραγματική διαπερατότητα μ=b/h είναι μεγαλύτερη απο τη φαινομενική μ a =B/H a όπως στο Σχήμα και διορθώνεται ως εξής. B H H H M H N M M B/ H M N a N a a B/ H N a (4) (5) (6) Διαιρώντας με Β και χρησιμοποιώντας τις σχέσεις r ra N N N N (7) B r H ra H a Εάν η φαινομενική διαπερατότητα είναι μ ra >>, συντελεστής απομαγνήτισης είναι μικρός Ν << και η πραγματική διαπερατότητα δίνεται από τη σχέση. r ra N (8) Σχήμα Καμπύλες επαγωγής γιά ψυχρά σκληρυμένο (cl-wrke) σίδηρο. Αν ένα μέταλλο παραμορφώνεται συνεχώς η αντίσταση στη πλαστική παραμόρφωση αυξάνεται εξαιτίας της μετακίνησης εξαρθρώσεων που συναντούν άλλου είδους ατέλειες όπως άτομα των προσμίξεων. Η διαδικασία αυτή λέγεται σκλήρυνση (wrk harening). Η ψυχρή σκλήρυνση γίνεται π.χ. με λύγισμα του υλικού. B (kg) B vs H B vs Ha H,H a (Oe

3 .Υλικά σε σχήμα δακτυλιειδούς Ένα μαγνητίζον πηνίο και ένα πηνίο ανίχνευσης περιτυλίσσονται γύρω από το υλικό. Ένα ρεύμα περνά μέσα από το πρώτο και μαγνητίζει περιμετρικά το υλικό. Η καμπύλη επαγωγής υπολογίζεται όπως και πριν με τη σχέση (3), ωστόσο στη περίπτωση αυτή δεν υπάρχουν ελεύθεροι πόλοι και κατά συνέπεια ούτε απομαγνητίζον πεδίο και δεν χρειάζεται να γίνει διόρθωση (Η a =H). Βαλλιστικά γαλβανόμετρα Το όργανο αυτό (Σχήμα 3) αποτελείται από ορθογώνιο πηνίο, από το οποίο περνά το ρεύμα που πρέπει να μετρηθεί. Το πηνίο αιωρείται μέσω λεπτής μεταλλικής ταινίας στο διάκενο μόνιμου μαγνήτη. Εάν ένα ηλεκτρικό φορτίο περάσει ξαφνικά μέσω του πηνίου, το πηνίο δέχεται μία ξαφνική γωνιακή ώθηση, περιστρέφεται μέχρι μία μέγιστη γωνία (γιά αυτό λέγεται βαλλιστικό, όπως ένα βαλλιστικό εκκρεμές) και μετά επιστρέφει στην αρχική θέση εξαιτίας της ροπής στρέψης της ανάρτησης. Η μέγιστη γωνία μετριέται από την απόκλιση δέσμης φωτός που αντανακλάται από καθρέπτη στην ανάρτηση σε βαθμολογημένη κλίμακα. Σχήμα 3. Πλάγια άποψη πηνίου βαλλιστικού γαλβανόμετρου 3.. Μέθοδος κινούμενου πηνίου (εξαγωγής) Η μέθοδος βασίζεται στη μεταβολή της μαγνητικής ροής στο πηνίο ανίχνευσης, όταν το δείγμα αφαιρεθεί από το πηνίο. Όταν το σωληνοειδές του Σχήματος δημιουργεί ένα πεδίο, η συνολική ροή μέσω του πηνίου ανίχνευσης είναι H MA H N M MA BA a (9) όπου Α η διατομή του πηνίου ανίχνευσης ή του υλικού. Όταν το δείγμα αφαιρεθεί H a A (0) Η απόκλιση στο γαλβανόμετρο είναι ανάλογη της μεταβολής της ροής. MA () N Η μέθοδος εξαγωγής επομένως μετρά απ ευθείας τη μαγνήτιση και όχι το πεδίο Β. Επομένως η μέθοδος προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια όταν η μαγνήτιση Μ είναι μικρή σε σχέση με το πεδίο Β, όπως γιά ασθενώς μαγνητικά υλικά.

4 3..3 Μαγνητομετρία δονούμενου δείγματος Το δείγμα, σε μορφή σφαίρας ή δίσκου επικολλάται στην άκρη ράβδου, η άλλη άκρη της οποίας στερεώνεται σε κώνο μεγαφώνου ή άλλο είδος μηχανικού δονητή όπως στο Σχήμα 4. Το ρεύμα διά μέσω του μεγαφώνου δονεί τη ράβδο και το δείγμα. T μαγνητικό πεδίο του δείγματος επάγει εναλασσόμενη ΗΕΔ στα πηνία ανίχνευσης. Όταν το δείγμα είναι στο πηνίο Β=μ ο (Η+Μ) και όταν είναι έξω Β=μ ο Η a. Η μεταβολή του πεδίου είναι ΔΒ= μ ο Μ(-N ) και επομένως Vt NA M N () Η ράβδος φέρει επίσης δείγμα αναφοράς π.χ. μικρό μόνιμο μαγνήτη. Το εναλασσόμενο πεδίο του μαγνήτη επάγει ΗΕΔ σε δύο πηνία αναφοράς. Η διαφορά της τάσης μεταξύ των δύο ομάδων πηνίων είναι ανάλογη της μαγνητικής ροπής του δείγματος. Αυτή η διαδικασία καθιστά τη μέτρηση ανεπηρρέαστη από μεταβολές του πλάτους και συχνότητας της ταλάντωσης. Η μέθοδος ανιχνεύει μεταβολές της ροπής 50-8 A/m. Δεν ενδείκνυται γιά μαλακά μαγνητικά υλικά, γιατί το δείγμα πρέπει να είναι μικρό και το απομαγνητίζον πεδίο γιά μαλακά μαγνητικά υλικά είναι μεγάλο ποσοστό του εφαρμοσμένου πεδίου και επομένως το πραγματικό πεδίο H δεν είναι καθορισμένο με ακρίβεια. δείγμα αναφοράς Μεγάφωνο πηνία αναφοράς πηνία ανίχνευσης Σχήμα 4 Μαγνητόμετρο δονούμενου δείγματος δείγμα

5 3. Μέθοδοι εξαρτώμενες από μεταβολές στις ιδιότητες των υλικών 3.. Μαγνητομετρία Hall T φαινόμενο Hall παρατηρείται σε κάθε ρευματοφόρο αγωγό υπό τη παρουσία εγκάρσιου μαγνητικού πεδίου. T ρεύμα i στο Σχήμα 5 αντιστοιχεί στη κίνηση των ηλεκτρονίων στην αντίθετη κατεύθυνση. Τα ηλεκτρόνια δέχονται δύναμη ev B (e>0) και μετακινούνται στην επιφάνεια a. Τα ηλεκτρικά φορτία δημιουργούν πεδίο E που ασκεί δύναμη ee επί των ηλεκτρονίων. Στη κατάσταση ισορροπίας οι δύο δυνάμεις είναι ίσες και αντίθετες. ee ev B (3) Το δυναμικό μεταξύ των επιφανειών a και b είναι V=El=vBl. T ρεύμα είναι i=neva, όπου n είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας ανά μονάδα όγκου και Α η διατομή. Το δυναμικό είναι επομένως. il R HiH V B (4) nea t και εξαρτάται από το πάχος του ανιχνεύοντος στοιχείου t, R H (5) ne είναι η σταθερά Hall της τάξης 0-5 Vlt-cm /Amp-Oe γιά ημιαγωγούς. Γιά σταθερό ρεύμα, η τάση V είναι μέτρο της ισχύος του πεδίου, μετά από βαθμονόμηση σε γνωστό πεδίο. Το ανιχνεύον στοιχείο λέγεται καθετήρας Hall και είναι συνήθως ο ημιαγωγός InSb. Ο καθετήρας Hall είναι συνήθως πολύ μικρός (π.χ. /6/60. 0 in) και στερεώνεται στην άκρη λεπτής ράβδου συνδεμένης με ελαφρύ καλώδιο στη συσκευή που περιέχει τη πηγή ρεύματος, τον ενισχυτή και το μετρητή του δυναμικού. Υπάρχουν διαθέσιμοι καθετήρες γιά μέτρηση πεδίων από κλάσματα του Oerste μέχρι δεκάδες kil-erste. Η σχέση V(H) γίνεται μη γραμμική όταν Η>0 koe. Εξαιτίας του μικρού μέγεθους του καθετήρα, η μαγνητομετρία Hall χρησιμοποιείται γιά τη μέτρηση πεδίων σε περιορισμένο χώρο ή του gra του πεδίου H. Εναλασσόμενα πεδία μπορούν επίσης να μετρηθούν. Σημειώστε ότι στη μαγνητομετρία Hall το δυναμικό είναι συνεχές υπό σταθερό πεδίο και δεν υπάρχει ανάγκη μεταβολής της ροής μέσω του ανιχνεύοντος στοιχείου γιά να γίνει η μέτρηση, όπως στις προηγούμενες μεθόδους. H v i a l b V Σχήμα 5. Σχέση μεταξύ πεδίου,ρεύματος και ΗΕΔ σε καθετήρα Hall

6 3.. Μαγνητοοπτικές μέθοδοι Μεταβολές των οπτικών ιδιοτήτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν γιά τη παρατήρηση μαγνητικών περιοχών-weiss. Τα δύο βασικά μαγνητοοπτικά φαινόμενα είναι τα εξής: 3... Πολαριμετρία μαγνητο-οπτικού φαινομένου Kerr Το φαινόμενο Kerr είναι η περιστροφή του επίπεδου πόλωσης μίας δέσμης φωτός κατά τη διάρκεια αντανάκλασης από την επιφάνεια ενός μαγνητισμένου δείγματος (Σχήμα 6). Η γωνία περιστροφής είναι K r M όπου K r είναι η σταθερά Kerr. Η περιστροφή είναι μικρή, 9 min. γιά κορεσμένο νικέλιο και 0 min. γιά κορεσμένο σίδηρο και κοβάλτιο. Εξαρτάται από τη κατεύθυνση και το μέγεθος της μαγνήτισης σε σχέση με το επίπεδο της εισερχόμενης δέσμης. Γιά αυτό πρέπει να υπάρχει συνιστώσα της μαγνήτισης στην επιφάνεια του υλικού παράλληλη προς τη κατεύθυνση διάδοσης του φωτός. Η εφαρμογή της μεθόδου Kerr δεν είναι εύκολη. Εξαιτίας της μικρής γωνίας περιστροφής, η οπτική αντίθεση μεταξύ γειτονικών μαγνητικών περιοχών είναι μικρή. Σχήμα 6 Παρατήρηση περιοχών με το φαινόμεν Kerr Πολαριμετρία Faraa Το φαινόμενο Faraa είναι η περιστροφή του επίπεδου πόλωσης μίας δέσμης φωτός κατά τη διάρκεια διαβίβασης μέσω λεπτού διαφανούς μαγνητισμένου υλικού (συνήθως παραμαγνητικού π.χ MgCe(PO 4 ). Η γωνία πόλωσης περιστρέφεται κατά θ, που δίνεται από τη σχέση VHt όπου V είναι η σταθερά Veret V= minute/a και t το πάχος του δείγματος. Σε σιδηροή σιδηριμαγνητικά υλικά KMtόπου Κ είναι η σταθερά Kunt της τάξης eg/tesla m. Το οπτικό σύστημα είναι το ίδιο όπως της μικροσκοπίας Kerr, όμως η πηγή, ο πολωτής, το δείγμα, ο αναλυτής και το μικροσκόπιο είναι ευθυγραμμισμένα. Η περιστροφή είναι λίγες μοίρες, πολύ μεγαλύτερη από τη μέθοδο Kerr. Η αντίθεση είναι επομένως υψηλή, όπως στο Σχήμα 7.

7 Σχήμα 7 Μαγνητικές περιοχές σε γρανάτη GFe με το φαινόμενο Faraa Μέθοδοι μαγνητικού συντονισμού * Τα μαγνητόμετρα συντονισμού περιλαμβάνουν όλες τις μεθόδους μέτρησης μαγνητικού πεδίου που βασίζονται μεταξύ άλλων στο σιδηρομαγνητικό συντονισμό (FMR), τον ηλεκτρονικό παραμαγνητικό συντονισμό (EPR ή ESR) και το πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR). Η ευαισθησία αυτών των οργάνων είναι της τάξης του 0-4 Tesla. Οι μέθοδοι αυτοί έχουν το πλεονέκτημα ότι μετρούν το συνολικό μαγνητικό πεδίο σε μία περιοχή του χώρου. Δηλαδή δεν εξαρτώνται από το προσανατολισμό του πεδίου γιά τη μέτρηση, όπως άλλες τεχνικές που μετρούν μόνο τη συνιστώσα της μαγνήτισης σε μία κατεύθυνση. Τα διακριτά ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων μεταβάλλονται υπό τη παρουσία ενός πεδίου (φαινόμενο Zeeman). Στον ηλεκτρονικό παραμαγνητικό συντονισμό (EPR), τα ηλεκτρόνια μπορούν να διεγερθούν από μία κατάσταση σε μία άλλη από ακτινοβολία ψηλής συχνότητας και επομένως επιδεικνύουν απορρόφηση ή συντονισμό σε αυτές τις χαρακτηριστικές συχνότητες. Η συχνότητα συντονισμού f μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μέτρο της ισχύος του πεδίου χρησιμοποιώντας τη σχέση f B (6) όπου γ είναι ο γυρομαγνητικός λόγος. Γιά το EPR, η τιμή του γ γιά ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο είναι γ=-.760 Hz T -. Ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός εξαρτάται από το συντονισμό της μαγνητικής ροπής του πυρήνα σε ένα πεδίο στη περιοχή των ραδιοσυχνότητων, με παρόμοιο τρόπο όπως στο EPR. Τα πυρηνικά ενεργειακά επίπεδα είναι κβαντισμένα και η ενέργεια απορροφάται όταν n B (7)

8 Αν το υλικό που χρησιμοποιείται είναι το νερό, τότε οι πυρήνες είναι πρωτόνια γιά τα οποία γ n = ra s - T -. Οι μέθοδοι συντονισμού έχουν συνήθως μεγάλη ακρίβεια (ένα μέρος προς 0 6 ) και επομένως έχουν ανάγκη από εξαιρετικά ομοιόμορφο πεδίο Β. Το πεδίο μπορεί να μετρηθεί με δύο τρόπους. α) από τη συχνότητα συντονισμού με γ γνωστό, ή με μεταβολή του πεδίου με γ γνωστό και ω ο σταθερό. Γιά μικρή διαφοροποίηση ΔΗ του πεδίου κοντά στη τιμή συντονισμού Η ο, η μεταβολή της τάσης στο πηνίο ανίχνευσης είναι V KH (8) όπου Κ είναι σταθερά του υλικού που πρέπει να είναι γνωστή. Με αυτό το τρόπο το ΔΗ μπορεί να μετρηθεί με μεγάλη ακρίβεια. 3.3 Αλλες μέθοδοι 3.3. Μαγνητομετρία ροπής στρέψης Το μαγνητόμετρο ροπής στρέψης στο Σχήμα 8 χρησιμοποιείται γιά μέτρηση της μαγνητικής ροπής ή ανισοτροπίας ενός μικρού δείγματος. Η ροπή στρέψης ενός μαγνητικού δίπολου σε εξωτερικό πεδίο Η είναι T m H (9) Το δείγμα τοποθετείται ώστε η μαγνήτιση να βρίσκεται στο επίπεδο περιστροφής ενός ομοιόμορφου πεδίου H (αν το πεδίο περιστρέφεται) ή το δείγμα περιστρέφεται στο επίπεδο που ορίζεται από το πεδίο H και τη μαγνήτιση M. Κατόπιν μία ροπή στρέψης εφαρμόζεται γιά να επανέλθει το δείγμα στην αρχική θέση, συστρέφοντας ένα νήμα κατά γωνία φ. Η γωνία φ εξαρτάται από το μήκος του νήματος, το μέτρο διάτμησης (shear mulus) και τη ροπή στρέψης. Επομένως c m H c mh sin (0) όπου α είναι η γωνία μεταξύ m και H. Το μαγνητόμετρο βαθμονομείται με δείγμα γνωστής ανισοτροπίας, γιά να υπολογισθεί η σταθερά c. Επομένως μετρώντας τις γωνίες α,φ η μαγνητική ροπή μπορεί να υπολογισθεί.

9 στήριγμα νήμα στρέψης δείγμα στερεή ράβδος βαρίδι Σχήμα 8 Μαγνητόμετρο ροπής στρέψης 3.3. Μαγνητομετρία SQUID * Τα SQUID (Supercnucting quantum interference evice) έχουν τη μεγαλύτερη ανάλυση στη μέτρηση μαγνητικών πεδίων. Περιλαμβάνουν υπεραγώγιμο δακτύλιο με μικρό μονωτικό τμήμα, δηλαδή μία σήραγγα Jsephsn, που καλείται αδύνατος σύνδεσμος, όπως στο Σχήμα 9. Η μαγνητική ροή μέσω του δακτύλιου είναι κβαντισμένη όταν ο δακτύλιος είναι υπεραγώγιμος, αλλά ο αδύνατος σύνδεσμος επιτρέπει στη ροή παγιδευμένη στο δακτύλιο να μεταβάλλεται κατά διακριτές ποσότητες, δηλαδή κβάντα ροής Φ ο = Wb. Τα SQUID μπορούν επομένως να μετρήσουν πολύ μικρές μεταβολές της ροής και η αναλυτική τους ικανότητα είναι 0-4 Tesla. Αδύνατος σύνδεσμος κακός αγωγός Υπεραγώγιμο κύκλωμα Υπεραγώγιμο ρεύμα Σχήμα 9 Συσκευή σήραγγος Jsephsn που αποτελείται από ένα υπεραγωγό με ένα αδύνατο σύνδεσμο που είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού.

10 3.4 Μέτρηση της μαγνητικής επιδεκτικότητας Η δυναμική ενέργεια μίας μαγνητικής ροπής σε ένα πεδίο είναι E m.h () Αν m H, η δυναμική ενέργεια δείγματος όγκου V είναι (Κεφ. (44)) E H V () όπου χ η επιδεκτικότητα. Η δύναμη στη κατεύθυνση είναι F E (3) ώστε γιά σταθερή μαγνητική ροπή. H F m (4) και γιά δείγμα όγκου V και επιδεκτικότητας χ F H H VM V V H H H H H V H z H z H H z (5) όπου H δεν είναι αναγκαστικά παράλληλο προς. Συχνά είναι απαραίτητο να γίνει διόρθωση γιά την επιδεκτικότητα χ ο του μέσου, συνήθως αέρα μέσα στο οποίο βρίσκεται το δείγμα. H H H F (6) z V H H H z Α) Μέθοδος Faraa γιά μικρά δείγματα Το δείγμα είναι αρκετά μικρό ώστε να τοποθετηθεί σε περιοχή όπου το gra του πεδίου ενός ηλεκτρομαγνήτη, με κατάλληλα διαμορφωμένους πόλους να είναι σταθερό σε όλο τον όγκο του δείγματος. Γιά παράδειγμα στο Σχήμα 0 το πεδίο είναι κυρίως στη κατεύθυνση και οι συνιστώσες και κλίση του πεδίου στις κατευθύνσεις,z είναι μικρές, επομένως F H VH (7)

11 Όταν το πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη ενεργοποιείται η φαινομενική μεταβολή της μάζας Δm του δείγματος μετριέται και η δύναμη F είναι F gm (8) όπου g είναι η επιτάχυνση εξαιτίας της βαρύτητας. Η μέθοδος Faraa δεν είναι καλή απόλυτη μέθοδος εξαιτίας της δυσκολίας προσδιορισμού των Η, H / στη θέση του δείγματος.έχει ωστόσο μεγάλη ακρίβεια και μπορεί να βαθμονομηθεί με δείγματα γνωστής επιδεκτικότητας, καθορισμένης με τη μέθοδο Gu. δείγμα ζυγαριά κορυφή πόλου δείγμα Σχήμα 0 Μέθοδος Faraa Σχήμα Μέθοδος Gu Β) Μέθοδος Gu γιά μακριές ράβδους, υγρά ή σκόνη. Αν το δείγμα είναι μακριά ράβδος, κρεμάται ώστε η μία άκρη να βρίσκεται ανάμεσα στους πόλους μαγνήτη, όπως στο Σχήμα. Η δύναμη σε μικρό τμήμα πάχους της ράβδου είναι F H A (9) όπου Α η διατομή της ράβδου. Η συνολική δύναμη στη ράβδο είναι F F (30) AH H όπου Η,Η είναι οι τιμές του πεδίου στα άκρα. Αν η ράβδος είναι αρκετά μακριά, Η >>Η, ώστε

12 F AH (3) Επομένως η κλίση του πεδίου H / δεν χρειάζεται να καθορισθεί με αυτή τη μέθοδο παρά μόνο το ομοιόμορφο πεδίο στο διάκενο του μαγνήτη. Η μέτρηση της επιδεκτικότητας συνήθως πρέπει να γίνει σε ένα εύρος τιμών της θερμοκρασίας γιά να πάρομε πληροφορίες γιά τη μαγνητική φύση του δείγματος. Για αυτό χρειάζονται κρυοστάτες και φούρνοι αρκετά μικροί ώστε να χωρέσουν στο διάκενο μαγνήτη και να περικλείσουν το δείγμα. Η επιδεκτικότητα μάζας που ορίζεται από τη σχέση (3) όπου ρ είναι η πυκνότητα, είναι τότε πιό χρήσιμη γιατί ο όγκος του δείγματος αλλάζει με τη θερμοκρασία ενώ η μάζα παραμένει αμετάβλητη. Αν το δείγμα είναι υγρό ή σκόνη, τοποθετείται σε ένα μακρύ λεπτό κυλινδρικό δοχείο, π.χ. ένα γυάλινο σωλήνα, ώστε το δοχείο να είναι το μισό γεμάτο. Το δοχείο κρεμάται ανάμεσα στους πόλους μαγνήτη, ώστε η κορυφή του υγρού ή σκόνης να βρίσκεται στο μέγιστο πεδίο. Η συνολική δύναμη στο δοχείο είναι επομένως μηδέν (εφ όσον η δύναμη στο πάνω και κάτω ήμισυ αλληλοαναιρούνται) και μόνο το δείγμα δέχεται δύναμη. Διαφορετικά η δύναμη στο άδειο δοχείο πρέπει να μετρηθεί χωριστά και να αφαιρεθεί.