用STOKES定律解释尺寸分离效应

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§1-5斯托克斯定律及其应用

§1-5斯托克斯定律及其应用

§1-5 斯托克斯定律及其应用
z离心分离可以提纯线粒体、染色体、溶酶体以及一些病 毒等亚细胞物质,还可以用超速离心法分离脱氧核糖核酸 等生物大分子。离心分离法已成为生物科学研究的重要手 段。
离心分离:利用高速离心的方法使物质分离的方法
第一章 流体的运动
§1-5 斯托克斯定律及其应用
图1—14是离心机的原理图,图中O为转轴,B、C为离心
可以写成 G=F+f,
4 πr 3 ρg
3
=
4 πr 3 ρ ' g
3
+
6πηrvt
由此得到
η = 2(ρ − ρ / )gr 2
9vt
(1-20)
通过对vt、r、ρ、ρ/各量的测量,就可以算出粘滞流体 的粘滞系数η。若已知粘滞系数η,根据(1-20)则可测
出小球体的半径。1911年,著名的密里根油滴实验就是用
这一公式测出了油滴的半径,从而求出电子的电荷。这种
方法还可用来做土壤的颗粒分析。
第一章 流体的运动
§1-5 斯托克斯定律及其应用
密立根
Millikan,RobertAndrews(1868~1953 年)美国物理学家。1910~1917年,应用 带电油滴在电场和重力场中运动的方法, 精确测定单个电子的荷电量,从而确定了 电荷的不连续性这就是著名的密立根油滴 实验。1916年曾验证爱因斯坦的光电效应 公式,并测定普朗克常数。在宇宙射线方 面也做了一些工作。
加速度 ω 2 x 是重力加速度g的几
十万倍,这时重力的作用完全可
以忽略。
C O
x
粒子 ω
图1—14离心机原理图
第一章 流体的运动
§1-5 斯托克斯定律及其应用

药剂学stokes定律

药剂学stokes定律

药剂学Stokes定律介绍药剂学是研究药物的制剂、性质、组成、质量控制等方面的科学,其中Stokes定律是药剂学中的一个重要定律。

本文将全面、详细、完整地探讨Stokes定律的原理和应用。

什么是Stokes定律Stokes定律是描述粒子在液体中沉降速度的定律,由英国物理学家乔治·斯托克斯于19世纪提出。

该定律指出,当粒子在粘性流体中自由沉降时,其沉降速度与粒子的大小、形状、密度以及流体的粘度有关。

Stokes定律的公式Stokes定律的数学表达式为:v= (2/9) * (d^2) * g * (ρ-ρf) / η其中,v是粒子的沉降速度,d是粒子的直径,g是重力加速度,ρ是粒子的密度,ρf是流体的密度,η是流体的粘度。

Stokes定律的原理Stokes定律基于以下原理:当粒子在液体中沉降时,液体会对粒子施加向上的阻力,同时重力会对粒子施加向下的作用力。

当这两个力平衡时,粒子的沉降速度将保持恒定。

根据流体力学的基本原理,当粒子的直径很小、流体的粘度很大时,阻力会明显增加,从而使粒子的沉降速度降低。

Stokes定律的应用Stokes定律在药剂学中有广泛的应用。

以下是一些例子:药物输送在制备药剂过程中,药物颗粒常常需要通过悬浮液输送。

根据Stokes定律,可以优化悬浮液的组成,选择适当的颗粒大小和密度,以及调整液体的粘度,来控制药物的沉降速度,从而实现药物的准确输送和混合。

药物吸收当药物进入到人体内部时,需要被吸收到血液循环系统中才能发挥作用。

根据Stokes定律,可以推测药物颗粒在生物体内的沉降速度,从而预测药物的吸收速度和时间。

这对于合理设计和调整药物的给药方式和剂量非常重要。

药物质量控制药剂学中的质量控制非常重要,任何药物的有效成分含量都应该符合要求。

根据Stokes定律,可以设计实验和检测方法,通过测量粒子的沉降速度来间接推测药物颗粒的大小和密度。

这对于判断药物制剂的品质和一致性非常有帮助。

stokes位移名词解释_概述及解释说明

stokes位移名词解释_概述及解释说明

stokes位移名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述Stokes位移是流体力学中一个重要的概念,它描述了当物体或颗粒悬浮在流体中时,由于流体分子与物体/颗粒碰撞而引起的位置位移。

该位移是由19世纪英国物理学家乔治·斯托克斯(George Stokes)首次提出,并被广泛应用于各个领域。

1.2 文章结构文章将按照以下结构展开对Stokes位移的解释和说明:引言、Stokes位移名词解释、概述及解释说明、结论和参考文献。

通过介绍Stokes位移的定义、物理原理和应用领域,以及探究其与流体力学关系的相关研究,本文旨在全面探讨Stokes位移的重要性及其测量方法。

1.3 目的本文旨在提供一个全面且清晰的介绍和解释关于Stokes位移的知识。

通过对该概念进行详细阐述,读者将能够深入了解Stokes位移在不同领域中的应用,并理解其与流体力学之间的关联。

此外,为了促进进一步研究和应用该概念,本文还将探讨不同的方法和计算公式来衡量Stokes位移。

通过本文,读者将能够获得关于Stokes位移的全面信息,并对未来研究方向提出展望和建议。

以上为“1. 引言”部分的详细内容。

2. Stokes位移名词解释:2.1 定义:Stokes位移是指当固体颗粒或气泡悬浮在流体中运动时,由于流体的黏性阻力而引起的颗粒或气泡位置发生的偏移。

它描述了粒子受到流体中黏性阻力的作用下所产生的位移效应。

2.2 物理原理:Stokes位移是基于斯托克斯定律而衍生出来的。

根据斯托克斯定律,当粒径较小、速度较慢且粘度较大时,颗粒或气泡在流体中的受力主要是由于黏性阻力而非惯性力所主导。

因此,在这些条件下,斯托克斯位移可以被准确地描述和计算。

2.3 应用领域:Stokes位移在物理学和工程学中具有广泛的应用。

它被广泛运用于微观颗粒悬浮物质的研究、胶体科学、纳米技术和荧光标记物追踪等领域。

通过测量和分析Stokes位移,人们可以研究固体微粒与周围液体的相互作用力、流体的黏性特性以及微细颗粒在流体中的运动行为。

激光粒度测试的三大定律

激光粒度测试的三大定律

激光粒度测试的三大定律一、沉降法的粒度测试原理--Stokes定律:沉降法就是通过测量颗粒物在液体中的沉降速度来反映粉体粒度分布的一种方法。

我们知道,在液体中大颗粒的沉降速度会快,小颗粒的沉降速度会慢。

沉降速度跟粒径的数量关系我们可以从Stokes定律的数学表达式得到:在Stokes定律中我们可以看到,颗粒的沉降速度跟粒长的平方成正比,可见在重力的沉降中颗粒越细沉降速度就会越慢。

比如在相同条件下的时候,两个粒径比会为10:1,那么这两个颗粒的沉降速度之比为100:1。

为了加快细颗粒的沉降速度,缩短测试时间,提高测试精度,许多沉降仪引入了离心沉降手段来加快细颗粒的沉降速度。

二、沉降法粒度测试原理--比尔定律:从Stokes定律可知,只要测到颗粒的沉降速度,就可以得到该颗粒的粒径了。

在实际测量过程中,直接测量颗粒沉降速度是很困难的,因此在沉降法粒度测试过程中,常常用透过悬浮液的光强的变化率来间接地反映颗粒的沉降速度。

那么,光强的变化率与粒径之间的关系是怎样的呢?比尔定律给出了某时刻的光强与粒径之间的数量关系。

这样我们就可以通过测试某时刻的光强来得到光强的变化率,再通过计算机的处理就可以得到粒度分布了三、激光粒度测试原理:由激光器发出的激光束,经滤波、扩束、准值后变成一束平行光,在该平行光束没有照射到颗粒的情况下,光束经过富氏透镜后将汇聚到焦点上。

当通过某种特定的方式把颗粒均匀地放置到平行光束中时,激光将发生衍射和散射现象,一部分光将与光轴成一定的角度向外扩散。

理论与实践都证明,大颗粒引发的散射光的散射角小,颗粒越小,散射光的散射角越大。

这些不同角度的散射光通过富氏透镜后将在焦平面上将形成一系列的光环,由这些光环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑。

Airy中包含着丰富的粒度信息。

简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径的颗粒,半径小的光环对应着较大粒径的颗粒;不同半径上光环的光能大小包含该粒径颗粒的含量信息。

stokes定理的证明

stokes定理的证明

stokes定理的证明Stokes定理的证明Stokes定理是矢量微积分中的重要定理之一,它描述了曲面边界上的矢量场与曲面内部的矢量场之间的关系。

本文将详细介绍Stokes 定理的证明过程。

在开始证明之前,我们首先需要明确Stokes定理的表述。

Stokes 定理指出,对于一个光滑曲面S,其边界为曲线C,如果一个矢量场F在S上处处可微,那么有如下关系成立:∮C F·ds = ∬S (curl F)·dS其中,C的方向是由右手螺旋定则确定的,即当右手的四指沿着C 的方向弯曲时,大拇指所指的方向即为C的方向;ds表示曲线C上的微元弧长;∬S表示对曲面S上的面积元进行积分;curl F表示矢量场F的旋度。

为了证明Stokes定理,我们首先引入一个辅助曲面S',它与曲面S 相切于曲线C,并且S'的法向量与曲线C的方向一致。

这样,我们可以将曲面S分割为两部分,一部分是曲面S'的上侧,另一部分是曲面S'的下侧。

接下来,我们考虑曲面S'的上侧部分。

根据高斯定理,对于任意一个闭合曲面,通过该曲面的矢量场的通量等于该曲面的内部的散度在整个曲面上的积分。

由于曲面S'是闭合的,我们可以将Stokes 定理应用于曲面S'。

根据Stokes定理,对于曲面S',有:∮C' F·ds' = ∬S' (curl F)·dS'其中,C'表示曲面S'的边界曲线,ds'表示曲线C'上的微元弧长,(curl F)表示矢量场F的旋度。

注意到曲线C'和曲线C是重合的,所以∮C' F·ds'可以写成∮C F·ds。

此外,由于曲面S'与曲面S相切于曲线C,所以在曲线C上,曲面S'的上侧和曲面S的内部是重合的。

因此,∬S' (curl F)·dS'可以写成∬S (curl F)·dS。

斯托克斯定理的具体内容

斯托克斯定理的具体内容

斯托克斯定理的具体内容1.引言1.1 概述斯托克斯定理是数学中的一项重要定理,它建立了曲线与曲面之间的联系。

该定理是由19世纪的数学家斯托克斯提出的,因此得名斯托克斯定理。

它在向量分析领域被广泛应用,是理解和解决许多与流体力学、电动力学和热力学等相关问题的基础。

斯托克斯定理通过建立曲线积分和曲面积分之间的关系,使我们能够将曲面上的积分问题转化为曲线上的积分问题。

具体而言,该定理表明了曲面上的一个向量场的环量(曲线积分)等于通过该曲面的一个相关向量场的流量(曲面积分)。

通过斯托克斯定理,我们可以利用曲线上的积分来计算曲面上的积分,这大大简化了对曲面上向量场性质的分析。

该定理在物理学中尤为重要,因为它允许我们通过简化计算来确定电流和磁场之间的关系。

除了在物理学中的应用,斯托克斯定理还在其他学科中有广泛的应用。

例如,在地理学中,它可以用于描述大气环流和漩涡的运动;在计算机图形学中,它可以用于模拟自然界的流体现象。

总而言之,斯托克斯定理为我们理解和计算曲线和曲面之间的相互关系提供了有效的工具。

其重要性不仅在数学领域得到了充分的认可,而且在各个学科中的广泛应用也证明了它在各个领域的价值。

随着研究的深入,我们相信斯托克斯定理将在更多的领域中有着新的应用和发展。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:本文主要分为三个部分,分别是引言、正文和结论。

下面将对每个部分的内容进行详细介绍。

1. 引言部分引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。

首先,我们将对斯托克斯定理进行整体概述,介绍其基本定义和应用背景。

接着,我们将详细描述文章的结构,确保读者对整篇文章的组织有清晰的了解。

最后,我们明确本文的目的,即通过深入研究斯托克斯定理,探讨其在数学和物理等领域的重要性和应用前景。

2. 正文部分正文部分将重点阐述斯托克斯定理的定义及其应用。

首先,我们将详细介绍斯托克斯定理的定义,包括其公式表达和背后的原理基础。

然后,我们将探讨斯托克斯定理的应用领域,例如流体力学、电磁学和微分几何等。

材料中的尺寸效应

材料中的尺寸效应

微米结构材料的制备
微纳米加工
1
利用先进的微加工技术,如光刻、腐蚀、沉积等,精确控制尺度
自组装 2
利用分子间相互作用,通过自发排列形成有序微米结构
模板法 3
利用天然或人工制备的模板,填充或复制形成有序微米结构
微米结构材料的制备是一个精细的工艺过程,需要利用先进的微加工技术、自组装原理和模板复制等方法,精确控制尺度和结构,以获 得所需的性能和功能。这些制备技术为微米尺度材料的大规模生产和应用奠定了基础。
尺寸效应在材料应用中的重要性
突破性能极限
尺寸效应让我们能够突破 传统材料的性能极限,开发 出具有独特特性的新材料 。通过精确控制材料的尺 寸和结构,我们可以实现超 强度、超导电、超敏感等 革命性功能。
引领新技术发展
尺寸效应在微纳电子、新 能源、生物医疗等前沿领 域发挥着关键作用。突破 性的材料性能为这些领域 带来了新的机遇和可能性, 推动着技术的不断进步。
尺寸效应的分类
尺寸类型
材料尺寸包括零维纳米颗粒、一维纳米 线、二维纳米薄膜以及三维微米结构等 。每种尺寸类型都会表现出不同的物理 化学特性。
尺度范围
从宏观到微观再到纳米尺度,材料的性能 和行为都会随着尺度大小的变化而发生 显著变化。
界面效应
随着尺寸减小,材料表面和界面占比不断 增大,表面和界面效应学气相沉积
溶液沉积 2
自组装、喷涂和旋涂
激光沉积 3
脉冲激光沉积和激光化学气相沉积 制备薄膜材料的主要方法包括真空沉积、溶液沉积和激光沉积。真空沉积包括物理气相沉积和化学气相沉积,可以制备结构致密、纯 度高的薄膜。溶液沉积包括自组装、喷涂和旋涂,制备成本较低。激光沉积包括脉冲激光沉积和激光化学气相沉积,可以制备多元化 合物薄膜。这些先进的薄膜制备技术为多种材料的应用提供了支撑。

Stokes'Law

Stokes'Law

假设小球由静止开始下落,并设y 假设小球由静止开始下落,并设y的正方向 向下,在这些条件下,得 ∑Fy=G-B-kv=ma =G最初初加速度a0为正: a0=(G-B)/m =(G小球向下加速,稍候,当v 小球向下加速,稍候,当v足够大时,阻力 就等于G 就等于G-B,因此作用在小球上的合力为零, 此时加速度也为零,速度不再增加,此速度 为小球的最大速度或收尾速度v 可由a=0算 为小球的最大速度或收尾速度vT,可由a=0算 出,
斯托克斯定律
f=-6лηr v
在自然界中,经常可以发现随速度 而变化的阻力,半径为r 而变化的阻力,半径为r的任意小球, 如雨点,油滴,或刚球,以低速度v 如雨点,油滴,或刚球,以低速度v 通过粘滞流体(液体或气体)时, 受到阻力R 受到阻力R的作用,
f=-6лηr v f=-
η为粘滞度,这个关系式称为斯托克斯定律 为粘滞度,这个关系式称为斯托克斯 斯托克斯定律 (Stokes law).令 law).令 k=6л k=6лηr 我们可以把斯托克斯定律简单的写为 f=-kv 在粘滞流体中下落的小 求,受到三个竖直力的 作用,如图1所示:重 力G,浮力B及阻力f。
即 1-v/vT=e-(k/m)t v/v 最后 v=vT(1-e–(k/m)t) v=v (1与指数变化量有关的一个重要概念是弛豫时 间tR,其含义由图2(b)可知,假定加速度 ,其含义由图2 保持初始a 不变, 保持初始a0不变,弛豫时间可以定义为以匀 加速度a 加速度a0到达收尾速度所需要的时间,显然 tR=vT/a0=((G-B)/k)/((G-B)/m)=m/k =((G-B)/k)/((G-
现在方程可以简单的写成 v=vT(1-e–t/tR) v=v (1当t等于弛豫时间时,t/tR=1。则 等于弛豫时间时,t/t =1。则 v=vT(1-e–1)=0.63vT v=v (1可见在下落时间等于弛豫时间时,实际速度 大约为收尾速度的63%。 大约为收尾速度的63%。

斯托克斯定律内容及其实际运用-力学论文-物理论文

斯托克斯定律内容及其实际运用-力学论文-物理论文

斯托克斯定律内容及其实际运用-力学论文-物理论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:斯托克斯定律是大学物理中流体力学部分的重点,同时在各个领域应用广泛。

本文通过介绍了几种斯托克斯定律的应用,加深学生在学习过程中对该定律的理解和掌握。

关键词:斯托克斯定律; 大学物理; 沉降速度;Abstract:Stokes law is important in fluid mechanics of College Physics, and it is widely used in various fields. This paper introduced the application of Stokes laws to deepen students understanding and mastery of the law during the process of learning.Keyword:Stokes law; Subsidence speed; College physics;斯托克斯定律是流体力学中的一个重要定律,而流体力学是大学物理教学中的重点知识。

本文从不同方面介绍了斯托克斯定律的应用,以加深学生对斯托克斯定律的理解,提高学生应用知识解决实际问题的能力[1]。

一、斯托克斯定律实际的液体都具有不同程度的粘滞性,当粘性流体做层流时,相邻两层之间存在速度差,层与层之间存在着摩擦力。

当物体在粘性流体中运动的时候,物体的表面附着一层流体,我们称为附着层。

附着层与相邻层之间的摩擦力,使得物体在运动的过程中需要克服这一阻力。

如果物体是体积较小的球形,在层流速度较小的流体中运动的时候,球体所受的粘滞阻力可用斯托克斯定律来描述[2]。

1851年,英国数学家和物理学家斯托克斯发现了能够描述这一阻力的公式,我们称之为斯托克斯定律:(1)式中是流体的粘度系数,v是小球相对于流体的运动速度,r 是小球的球体半径。

斯托克斯定理单位分解定理

斯托克斯定理单位分解定理

斯托克斯定理单位分解定理
斯托克斯定理(Stokes' theorem)是数学中的一个定理,它描述了矢量场沿着一个曲面的环路积分与该曲面的边界的面积分之间的关系。

斯托克斯定理的数学表达式为:
∮∇×F·dS = ∬F·dS
其中,∮表示环路积分,∇×F表示矢量场F的旋度,dS表示曲面的面积元素,∬表示对整个曲面的面积分。

单位分解定理(Unit Decomposition Theorem)是斯托克斯定理的一种具体应用方法。

它将一个给定的矢量场拆分为一个旋度场和一个散度场的和。

具体做法是,对于一个矢量场F,可以将其分解为一个旋度场G和一个散度场H的和:
F = ∇×
G + ∇H
其中,∇×G表示G的旋度,∇H表示H的散度。

单位分解定理在实际应用中常常用于分析不同分量对矢量场的贡献,并将其分别计算。

通过这种方式,可以简化矢量场的计算过程。

斯托克斯定理

斯托克斯定理

斯托克斯定理斯托克斯定理(Stokes' Theorem)是矢量分析中经典的定理之一,它将曲面积分与闭合曲线积分联系起来,是高等数学中微分形式和外微分运算的重要应用之一。

斯托克斯定理在物理学、工程学和应用数学中有广泛的应用。

斯托克斯定理由苏格兰数学家乔治·斯托克斯(George Stokes)于1854年提出,它建立了一个曲面与其边界线的关系。

斯托克斯定理的数学表述如下:设曲面S是一个光滑的有界曲面,其边界线为闭合曲线C,若F为一个光滑的向量场,则有以下等式成立:∬SrotF·dS = ∮C F·dr其中,rotF表示F的旋度,dS表示曲面S上小面元的面积,dr 表示C上小线段的长度元。

此式表明了曲面S上向量场F的旋度与该向量场沿曲线C的环路积分之间的关系。

斯托克斯定理的几何意义可以理解为:向量场在某个有边界的曲面上的旋度,与该向量场沿边界曲线的环路积分之间有一种平衡关系。

这种平衡关系可以用数学符号来表示,而斯托克斯定理就是这种关系的数学表达。

斯托克斯定理的应用非常广泛,可以用来求解许多具体问题。

例如,在电磁学中,斯托克斯定理可以将电流通过闭合曲面的总数转换为磁场穿过该曲面的通量,从而简化了计算的过程。

在流体力学中,斯托克斯定理可以用来研究旋转流体的流动速度和压强分布等问题。

在天体物理学中,斯托克斯定理可以用来分析星系的演化过程和宇宙的结构等。

斯托克斯定理的证明可以通过对曲面S进行分割,将其分割成无数个小面元,然后分别对每个小面元进行积分,最后将这些小面元的贡献相加即可。

证明过程相对复杂,需要运用到高等数学中的很多概念和技巧。

证明过程中,可以使用换元法、极限法、矢量代数等多种方法来推导。

斯托克斯定理在矢量分析和微分形式的研究中起着关键的作用,它不仅能够将曲面积分和闭合曲线积分联系起来,还可以将二维问题推广到三维空间中。

通过斯托克斯定理,我们可以更加深入地理解矢量场的性质和特点,并且可以将矢量场的问题转化为边界上积分问题,使得计算更加简洁、方便。

斯托克斯定理

斯托克斯定理
斯托克斯定理
目录
CONTENTS
• 斯托克斯定理的概述 • 斯托克斯定理的证明 • 斯托克斯定理的影响 • 斯托克斯定理的实际应用 • 斯托克斯定理的推广和展望 • 参考文献
01 斯托克斯定理的概述
定理的背景
流体力学的发展
斯托克斯定理是流体力学领域的一个重要定理, 它的提出和发展与流体力学的研究密切相关。
推动实验研究
斯托克斯定理的发现,激发了人们对 粘性流体运动规律的实验研究,推动 了流体力学实验技术的发展。
对工程学的影响
优化流体机械设计
斯托克斯定理在流体机械设计中具有 重要应用,帮助工程师更好地理解流 体机械内部流体的运动规律,优化了 流体机械的设计。
提高工程安全
通过对斯托克斯定理的应用,工程师 可以更加准确地预测流体机械的运行 状态,提高了工程的安全性。
描述流体运动规律
斯托克斯定理在流体力学中应用广泛,用于描述粘性流体在重力作用下的运动规律,如 泥石流、河流流动等。
预测流体行为
通过斯托克斯定理,可以预测流体在管道、渠道、容器等不同形状和边界条件下的流动 状态,为流体工程设计和优化提供依据。
优化流体机械性能
在流体机械中,如泵、涡轮机等,斯托克斯定理用于分析流体机械内部流体的运动规律, 优化机械性能和提高效率。
生物医学领域
在生物医学研究中,斯托克斯定理用于描述细胞和微生物在流体中 的运动行为,有助于了解生物体内的生理和病理过程。
02 斯托克斯定理的证明
证明的思路
01
引入辅助线
为了证明斯托克斯定理,需要引 入一些辅助线,这些辅助线可以 帮助简化证明过程。
02
03
利用向量运算
证明等式
斯托克斯定理涉及到向量运算, 通过向量运算可以推导出定理的 结论。

stokes积分定理

stokes积分定理

stokes积分定理摘要:一、引言二、Stokes 积分定理的定义1.流体力学背景2.定理公式表述三、Stokes 积分定理的应用1.流体力学问题求解2.物理现象解释四、Stokes 积分定理的局限性五、结论正文:一、引言Stokes 积分定理,作为流体力学的基本定理之一,具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文将对其进行详细介绍,包括定理的定义、应用及局限性。

二、Stokes 积分定理的定义1.流体力学背景Stokes 积分定理起源于流体力学的研究,用以描述流体运动中流速和压力之间的关系。

流体力学中,流速和压力是基本的物理量,它们之间的关系对于理解流体的运动至关重要。

2.定理公式表述Stokes 积分定理的数学表达式如下:∮∮_S F·dS = _V ·F dV其中,F 表示流体微团的速度矢量,dS 表示流体微团的面积微元,V 表示流体微团的体积微元,表示梯度算子。

三、Stokes 积分定理的应用1.流体力学问题求解Stokes 积分定理在流体力学问题求解中具有重要作用。

通过Stokes 积分定理,可以建立流速和压力之间的关系,从而求解流体力学问题,例如流体流动、涡旋形成等。

2.物理现象解释Stokes 积分定理还可以用于解释流体运动中的各种物理现象。

例如,Stokes 定律揭示了粘性流体中涡旋的生成、传播和衰减机制,对于理解流体的湍流现象具有重要意义。

四、Stokes 积分定理的局限性虽然Stokes 积分定理在流体力学中具有重要作用,但它并不适用于所有流体运动情况。

例如,对于高速流体或无粘性流体,Stokes 积分定理的适用性会受到影响。

因此,对于特定情况下的流体运动问题,需要结合其他理论进行分析。

五、结论Stokes 积分定理作为流体力学的基本定理之一,对于流体运动的理论研究和实际应用具有重要意义。

材料科学中的尺寸效应研究

材料科学中的尺寸效应研究

材料科学中的尺寸效应研究尺寸效应是材料科学中的一个重要研究方向,它指的是材料尺寸变小时,材料的属性出现明显变化的现象。

尺寸效应已经成为材料科学的研究热点之一,引起了广泛的关注和深入的研究。

本文将从尺寸效应的定义、原理、影响和应用等方面进行讨论。

一、尺寸效应的定义尺寸效应是指物体的尺寸减小到与某个重要性质或其他特性相关的纳米尺度范围内时,这个性质或特性将出现明显变化的现象。

这种变化与材料本身的性质有关,例如,当材料的尺寸在纳米尺度范围内时,表面积相对于体积的比例将大大增加,这将导致表面效应的显著增强,从而导致诸如机械强度、热导率、热膨胀系数、电导率等物理性质的变化。

二、尺寸效应的原理尺寸效应的产生机理可以用两种方式进行描述。

一种是表面效应,另一种是量子效应。

通过表面效应,当尺寸缩小到一定程度时,表面原子的比例随着减小的体积而增加,这导致了表面能量的增加。

因此,纳米尺度下的材料将具有比宏观材料更高的表面能和更短的界面距离,从而产生了新的物理性质。

对于量子效应,材料的电子和光子束缚在空间非常小的量级上,这种束缚使得电子能级的间隔缩小,并且其行为变得不再符合经典物理学定律。

这种效应是尺寸效应产生的另一个重要机制。

三、尺寸效应的影响尺寸效应的影响十分广泛,从机械、热学到电学等所有材料属性都可能受到影响。

一般来说,随着材料尺寸的减小,以下几种性质将得到改进或变差:机械属性:许多纳米尺寸下的材料表现出比宏观材料更高的强度和硬度。

这些材料的断裂韧性也可能得到改善。

纳米粒子在表面上的形态和位置也会影响到材料的形变和断裂行为。

热学性质:热传导、热容量和热膨胀系数是影响纳米尺度材料热学性质的因素。

热传导随表面积的增加而增加,这意味着小尺寸材料的热导率会降低。

纳米结构还表现出明显的热膨胀和压电效应,这些特殊的热学性质可以由材料的形状和尺寸来控制。

电学性质:电阻率、电导率、电容率和介电常数等电学性质也受到材料尺寸效应的显着影响。

斯托克斯公式应用

斯托克斯公式应用

斯托克斯公式应用Stokes' theorem is a fundamental concept in vector calculus that relates the surface integral of a vector field to the line integral of its curl around a closed curve. This theorem is widely used in various fields of science and engineering to analyze and solve problems involving fluid flow, electromagnetism, and other physical phenomena. 斯托克斯定理是矢量微积分的一个基本概念,它将一个矢量场的面积积分与其旋度沿闭合曲线的线积分相关联。

这个定理在科学和工程的各个领域中被广泛应用,用于分析和解决涉及流体流动、电磁学和其他物理现象的问题。

One of the key applications of Stokes' theorem is in fluid dynamics, where it is used to analyze the circulation of fluid around closed paths. By applying Stokes' theorem to a fluid flow problem, one can relate the line integral of the fluid's velocity field around a closed loop to the surface integral of the fluid's vorticity within the loop. This relationship provides valuable insights into the behavior of fluid flow and helps researchers and engineers optimize designs for various applications. 斯托克斯定理的一个关键应用是在流体动力学中,它被用来分析流体沿闭合路径的环流。

尺寸效应名词解释

尺寸效应名词解释

尺寸效应名词解释尺寸效应是指物体尺寸的变化对人们对物体属性和行为的认知和评价产生的影响。

在认知心理学中,尺寸效应被广泛应用于各种研究领域,如空间认知、视觉感知和决策行为等。

尺寸效应可以通过改变物体的尺寸(大小)来操纵人们对物体的认知和评价。

以下是尺寸效应的几种常见解释:1.1 尺寸-认知效应尺寸-认知效应是指物体的尺寸对人们对物体特征和属性的认知产生的影响。

例如,研究表明,人们对较大尺寸的物体更倾向于认为它们更重、更有力、更重要,而对较小尺寸的物体更倾向于认为它们更轻、更弱、更不重要。

这种效应可能与心理上的隐喻有关,人们将大尺寸与重要性和力量联系在一起。

1.2 尺寸-感知效应尺寸-感知效应是指物体的尺寸对人们对物体的感知产生的影响。

例如,当两个物体具有相同的实际尺寸时,人们通常会认为较大尺寸的物体距离较远,而较小尺寸的物体距离较近。

这是因为人们通过视角和远近线索来判断物体的距离,而较大尺寸的物体会占据更大的视角,因此被认为距离较远。

1.3 尺寸-抽象度效应尺寸-抽象度效应是指物体的尺寸对人们对物体抽象度的认知产生的影响。

研究表明,较大尺寸的物体更容易被人们视为具体、具体的实体,而较小尺寸的物体更容易被视为抽象、概念化的实体。

这可能是因为人们在感知和认知上将大尺寸与具体的物体联系在一起,而将小尺寸与抽象的概念联系在一起。

1.4 尺寸-行为效应尺寸-行为效应是指物体的尺寸对人们行为选择和行为表现产生的影响。

例如,研究发现,较大尺寸的物体更容易引起人们的注意,并促使人们采取与之相关的行为,例如触摸、移动或购买。

这可能是因为较大尺寸的物体在视觉上更显眼,更引人注目,因此能够更有效地引发相关的行为。

总结起来,尺寸效应是指物体尺寸对人们认知和行为的影响。

无论是在认知认知、视觉感知还是行为选择方面,物体尺寸都会引起人们的注意,并改变对物体的认知和评价。

这些尺寸效应的解释有助于我们更好地理解人类的认知和行为,并在设计和营销中应用这些知识。

重力沉降法测定沉淀碳酸钙的粒径

重力沉降法测定沉淀碳酸钙的粒径

重力沉降法测定沉淀碳酸钙的粒径赵家文金晟化工有限公司(镇江212008)摘要从原理、分析方法等几方面入手,介绍如何利用颗粒的重力沉降来测定其粒径。

关键词沉淀碳酸钙重力沉降Sto kes定律当量球体直径粒径x-ray前言碳酸钙是用途最广的无机填料之一,目前在无机盐工业中它的产量位居第三位,是橡胶、塑料、造纸、建材、医药、日用化工等行业中不可缺少的无机填料。

随着我国工业的高速发展,对碳酸钙的质量品种等均提出了新的要求。

沉淀碳酸钙以石灰为原料,经消化、碳酸化制得碳酸钙,根据工艺控制的不同,可以制得不同晶形,粒径及性能的碳酸钙。

沉淀碳酸钙标准HG2226未对沉淀碳酸钙的晶形、粒径等特性进行技术规范、质量分级,只简单地对12L m、45L m的筛余物有分级要求。

笔者认为,碳酸钙的粒径分布及大小对其使用性能有极大影响,是评价其性能的重要指标,应当考虑在标准中有所体现。

对各生产企业而言,面对广阔的市场,不同的市场需求,激烈的行业竞争,如何摆脱产品一贯/大路货0的老面孔,如何提高产品的质量档次,如何利用产品自身的质量特性满足顾客的特殊需要,凭借产品的质量、品种优势在市场上立足、发展,显得至关重要。

因此有必要对沉淀碳酸钙的粒径进行准确测定,本文将介绍如何用重力沉降法测定碳酸钙的粒径,为评价沉淀碳酸钙的质量特性提供一种手段,也为同行朋友对沉淀碳酸钙的粒径评价提供一个方法选择。

一、方法原理静止流体中,固体颗粒在重力作用下自由沉降时受到三种力的作用)))重力、浮力和曳力,其运动方程为:mg-m0g-F D=mdvdt式中,m为固体颗粒的质量,m0为与固体颗粒体积相同的液体的质量,F D为曳力, g为重力加速度。

对小颗粒而言,沉降加速阶段很短,加速阶段所经历的距离也很小,因此小颗粒的加速阶段可以忽略,而近似地认为颗粒始终以速度V沉降,此速度称为颗粒的沉降速度或终端速度,即dvdt为零。

以直径为D、密度为Q的球体颗粒在密度为Q0的流体中的运动方程则为:F D=P6(Q-Q0)gD3根据实验测定显示,曳力系数C D与Reynold系数Re在Stokes区的关系为:C D=24Re通过对C D与Rey的特性分析,最终可以得到:D2=18v G(Q-Q0)g或D=K V12此式即为Stokes定律方程式,该方程式揭示了颗粒匀速沉降时其运动速度v与颗粒直径D的关系,Stokes定律是重力沉降测定沉淀碳酸钙粒径的理论基础。

尺寸效应名词解释

尺寸效应名词解释

尺寸效应名词解释尺寸效应是指在不同的尺寸下,物体或者现象所呈现的特性或者性质发生变化的现象。

它是一个独特的、重要的物理现象,被广泛应用于各种不同的领域,如材料科学、纳米技术、生物医药、计算机科学等等。

本文将按照类别进行详细的解释和分析。

材料科学在材料科学领域,尺寸效应被广泛应用于纳米材料的研究。

这是因为在纳米级别下,材料的物理、化学、光学性质不同于宏观尺寸下的材料。

对于晶体尺寸小于5nm的纳米颗粒来说,表面积占整个颗粒体积的比例会越来越大,从而导致表面的能量变大,典型的表现就是热稳定性下降。

纳米颗粒也具有很高的比表面积,这使得纳米材料具备了很多新的特性,例如磁性、光学、生化和导电等特性。

而尺寸效应在纳米颗粒的生长和合成过程中也发挥了重要的作用,对于纳米材料的制备和性质研究有着重要的意义。

纳米技术在纳米技术领域,尺寸效应也发挥了很大的作用。

萨克曼效应是一个非常典型的尺寸效应现象,当纳米颗粒被过量光照或者是受到热作用时,会发现颗粒中存在大小为1nm左右的几个孔洞,这种现象就是萨克曼效应。

这种现象在纳米材料的光、电学特性研究中具有重要意义。

此外,纳米尺寸的电子失控现象、金属熔点和熔化热的变化、纳米材料的氧化和半导体的带隙等等参数也会受到尺寸效应的影响。

生物医药在生物医药领域,尺寸效应被应用于分子分析、药物递送以及细胞成像等领域。

例如,纳米颗粒可以在体内特异性的选择性富集在炎症区域,进而释放出药物治疗炎症,从而减少药物的副作用。

此外,纳米颗粒还可以用于药物递送和细胞成像等领域。

纳米颗粒的尺寸和组成决定了它的生物可行性、柔软性和靶向性等性质。

计算机科学在计算机科学领域,尺寸效应也有着重要的应用。

例如,随着基于纳米管芯片的计算机技术的发展,会出现一个问题:随着纳米管尺寸的减小,由于器件和线路耦合效应的影响,纳米管上的信号传输难度会越来越大。

因此,需要对纳米管的尺寸和性能进行精密的控制来满足计算机芯片的许多特定要求。

沉降法粒度测试原理——Stokes定律

沉降法粒度测试原理——Stokes定律

沉降法粒度测试原理——Stokes 定律沉降法是通过测量颗粒在液体中的沉降速度来反映粉体粒度分布的一种方法。

我们知道,在液体中大颗粒沉降速度快,小颗粒沉降速度慢。

沉降速度与粒径的数量关系,我们可以从下面的Stokes 定律的数学表达式得到:从上式可以看到,颗粒的沉降速度与粒径的平方成正比,可见在重力沉降中颗粒越大沉降速度越快。

比如在相同条件下,两个粒径比为10:1,那么这两个颗粒的沉降速度之比为100:1。

这样通过测量颗粒的沉降速度就可以得到它的粒径了。

为了加快细颗粒的沉降速度,缩短测试时间,提高测试精度,许多沉降仪引入了离心沉降手段来加快细颗粒的沉降速度。

离心状态下,粒径与沉降速度的关系如下:这就是离心状态下的Stokes 定律。

其中ω为离心机角速度,r 为颗粒到轴心的距离。

由于离心机转速较高,ω2r 远远大于重力加速度g ,因此同一个颗粒在离心状态下的沉降速度V c 将远远大于重力状态下的沉降速度V ,这就是离心沉降可以缩短测试时间的原因。

从Stokes 定律可以看出,只要测出颗粒的沉降速度,就可以得到该颗粒的粒径。

但在实际粒度测量过程中,液体中的颗粒数量很多,大小不同,因此直接测量每一个颗粒沉降速度是很困难的,因此用透过悬浮液的光强隨时间的变化率来间接地反映颗粒的沉降速度。

光强与粒径之间的数量关系可以用比尔定律来描述:通过比尔定律,我们通过测量不同时刻的光强得到光强的变化率,可以求得粒度分布。

218)(D gV f s ηρρ-=2218)(D rV f s c ηωρρ-=dD D D n k I I i ⎰∞-=020)()lg()lg(。

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AN INVESTIGATION INTO THE EFFICIENCY OF PARTICLE SIZESEPARATION USING STOKES'LAWJULIAN CLIFTON 1*,PAUL MCDONALD 2,ANDREW PLATER 3AND FRANK OLDFIELD 41Department of Geography,University of Portsmouth,Buckingham Building,Lion Terrace,Portsmouth,PO13HE,UK 2Environmental Sciences,Westlakes Scientific Consulting Ltd,Princess Royal Building,Moor Row,Cumbria,CA243JZ,UK3Department of Geography,University of Liverpool,Roxby Building,PO Box 147,L693BX,UK4PAGES Project,Barenplatz 2,CH-3011Bern,SwitzerlandReceived 7August 1998;Revised 16November 1998;Accepted 20January 1999ABSTRACTThe accuracy of gravimetric fractionation as a means of obtaining size fractions from marine sediments has been explored.Analysis of the particle size distribution and sediment properties of fractions obtained using this method was undertaken.This has highlighted the extent to which experimental artefacts rather than variations in sediment characteristics may adversely affect the efficiency of the fractionation process.Copyright #1999John Wiley &Sons,Ltd.KEY WORDS:particle size fractionation;laser granulometryINTRODUCTIONTrace metals and radionuclides are present in greater concentrations in association with fine-grained particles as a result of the greater surface area available for adsorption,this relationship being well documented in both marine and terrestrial environments (Ackermann,1983;Assinder et al.,1993).A range of techniques has therefore been developed to physically separate sediment in the silt and clay range (b 40;`63"m)on a size-specific basis in order to study the distribution and fate of adsorbed contaminants.These include centrifugation (Ducaroir and Lamy,1995),elutriation (Horowitz and Elrick,1986;Walling and Wood-ward,1993),heavy-liquid flotation (Cotter-Howells,1993),magnetic separation (Bulman et al.,1984)and sieving (Mundschenk,1996).Gravimetric settling is,however,the most commonly employed method;it involves removal of a specific volume of material settling in suspension which,according to Stokes'Law,should contain particles finer than a specific diameter,thereby allowing removal of fractions at predetermined size class intervals.This method allows size fractions to be quickly obtained and involves minimal capital outlay,leading to its widespread use in studies of trace element distribution (Livens and Baxter,1988;Cundy and Croudace,1995;He and Walling,1996).However,the assumptions implicit within Stokes'Law,that spherical grains of a known uniform density are settling freely in non-turbulent fluid of a constant temperature,will evidently seldom be met even under laboratory conditions,leading to a longstanding debate on the efficiency of the settling procedure (Gibbs,1972).However,it is only recently that advances in laser granulometry as a particle sizing technique have permitted the accurate analysis of size fractions obtained using the settling technique (Walden and Slattery,1993).The present study aims to follow up this research through a detailed examination of size fractions obtained from marine sediments and of the extent to which properties such as sediment density and organic carbon content may influence the observed grain size distribution.Earth Surface Processes and LandformsEarth ndforms 24,725±730(1999)*Correspondence to:Dr J.Clifton,Department of Geography,University of Portsmouth,Buckingham Building,Lion Terrace,Portsmouth,PO13HE,UK.E-mail:cliftonj@ Contract/grant sponsor:BNFLMATERIALS AND METHODSEight locations in the eastern Irish Sea,representing a diverse suite of fine-grained salt marsh and intertidal mudflat environments,were visited in March 1995(Figure 1).Approximately 1kg of surface sediment was sampled to a depth of 10mm at each site and frozen within 48hours of collection.Representative sub-samples weighing approximately 50g were taken from each sample and suspended in 300ml of distilled water.These were dispersed through the addition of 20ml aliquots of Calgon solution,following which the samples were placed in an ultrasonic bath for 30min and wet-sieved at 40.The density of the sediment finer than 40obtained from each sample was determined prior to fractionation in order to calculate settling times reflecting variations in sediment composition.The Soil Survey method (Avery and Bascomb,1974)was used for this purpose,in which sediment density is calculated using the difference in volume between a flask filled with distilled water containing a known mass of dry sediment and the volume of the same flask containing distilled water alone.The precision of this technique was verified through duplicate measurements of all samples,which yielded results within 5per cent of the original data.The sediment finer than 40from each sample was again dispersed following the above procedure and decanted into individual glass settling tubes (140cm Â15cm),maintaining a particle concentration oflessFigure 1.Sampling locations in the eastern Irish Sea726J.CLIFTON ET AL.PARTICLE SIZE SEPARATION727 than1per cent by volume in order to minimize particle collisions during the fractionation process (Galehouse,1970).Immediately prior to size fractionation,each tube was shaken end over end for2min to fully disperse the sediment.Following predetermined settling times,a peristaltic pump was used to remove the topmost10cm of suspension;this technique allowed minimal disturbance to the settling suspension.Each tube was then topped up to1000ml with distilled water and the operation repeated until the suspension withdrawn became clear,indicating that complete removal of each fraction had been achieved.The temperature of the suspension in all settling tubes ranged from18to21 C during the experiment.Size fractions withdrawn using this procedure were analysed directly with no further pretreatment in order to determine the grain size distribution of each fraction.A minimum of four measurements of each size fraction withdrawn was carried out during the settling process in order to detect any temporal changes in grain size distribution.A Malvern Mastersizer S laser granulometer configured to analyse sediment in the0Á1±140 (900±0Á05"m)range in one measurement was used for all particle size analyses.Whilst earlier generations of this instrument have been critically evaluated(Syvitski et al.,1991),no comparative assessment of this model has yet been made.However,the difference between the measured and nominal diameter of five standard reference materials ranging from2Á01"m to202"m was less than5per cent(Clifton,1998),indicating an acceptable degree of instrumental accuracy.The laser granulometer calculates the percentage of sediment found to lie in successive size classes.Precision of measurement was therefore ensured through undertaking duplicate analyses of each sample until the proportion of sediment recorded in each size class differed by less than1per cent.Size fractions were dried at40 C and organic carbon content measured following the modified wet oxidation procedure as described by Loring and Rantala1992.Reference materials were utilized to calibrate individual batches of samples,allowing a standard deviation of0Á045per cent to be applied to all organic carbon data.Statistical analyses were undertaken using the non-parametric Spearman rank correlation test in order to identify any relationships between measured sediment properties and size distribution characteristics.This test was selected as the assumptions of normality implicit in the use of parametric statistical tests could not be ensured.RESULTS AND DISCUSSIONDensityThe measured density values ranged between1Á66and2Á99g cmÀ3,which serves to highlight the extent to which the assumption of a constant sediment density may adversely affect the accuracy of gravimetric fractionation.Despite the wide range in organic carbon content measured prior to fractionation(0Á95±5Á47 per cent),no correlation with sediment density was evident(r s=À0Á1,&=b0Á05).Mineralogical differences reflecting the diverse origin of these samples may,therefore,exert the dominant influence upon density.Monitoring of particle size distributionsTable I indicates that the mean grain size of fractions obtained from all samples using this procedure was within the required size range.Furthermore,no temporal trend in mean grain size could be identified.This implies that the size distribution of samples obtained via fractionation is not dependent upon sediment concentration.Therefore,flocculation was not a significant factor affecting fractionation in this experiment, as particle aggregation at higher sediment concentrations would be manifest in an increase in the mean grain size of sediment removed in the initial stages of fractionation.Efficiency of size fractionation procedureTable II summarizes the efficiency of the fractionation procedure using data from particle size analyses of all individual fractions.This reveals that the proportion of sediment lying in the desired size range in eachfraction varied from 26to 65per cent by volume,indicating that the efficiency of size fractionation using this method is far from ideal.Whilst the magnitude of the standard deviation values indicates some variation between samples,recovery of sediment in the 5±70range is least efficient,with the percentage of sediment within the required size range being less than that in the coarse or fine tails of the distribution.The fraction finer than 90is associated with the maximum abundance of sediment within the required range as there is no lower size limit to this fraction.Figure 2illustrates a typical example of the grain size distribution of fractions obtained by the gravimetric separation procedure.This demonstrates that all size fractions obtained using this method exhibit distinct modal peaks which are separated by at least one phi unit,indicating that the settling procedure employed does yield qualitatively different size fractions.This also clarifies the nature of the coarse and fine tails of the size fractions.A fine tail composed of sediment finer than 80is recorded in size fractions theoretically containing no material finer than 70.Furthermore,despite the preliminary wet-sieving undertaken,material coarser than 40is evident in most size fractions from all samples,accounting for almost one-third of the 4±50fraction in the example illustrated.Despite the fact that sediment density is recognized as a variable property in this study,the efficiency of this procedure does not represent a significant improvement upon previous fractionation experiments using agricultural topsoils and glacial sediments (Walden and Slattery,1993).This implies that common drawbacks may exist in gravimetric settling procedures which merit discussion.The presence of a fine tail extending to 120reflects the fact that,in common with previous workers (Oldfield and Yu,1994),complete removal of the finer fractions was not achieved in this study,as the suspension being withdrawn during the fractionation procedure did not become clear after a total of ten individual withdrawals.It was therefore impossible to exclude small amounts of finer-grained material in successive size fractions.This has particularly significant implications with regard to interpreting pollutant data from analysis of size fractions obtained using this method.Discrete particles of organic matter have been considered to give rise to coarse tails in size fractions owing to the lower density of organic matter and,hence,settling velocity (Barbanti and Bothner,1993).However,despite the wide range of organic carbon content in size fractions measured in this study (0Á07±8Á01per cent),Table III indicates that the abundance of coarse tails in size fractions is not related to organic carbon content.Table I.Range of mean grain sizes measured in size fractions from all samplesSize fraction(phi)4±55±66±77±9b 9("m)32±6316±328±162±8`2Mean grain size (0)4Á0±4Á15Á4±5Á75Á8±6Á06Á4±6Á98Á8±9Á1Table II.Average percentage of sediment by volume coarser,within and ®ner than required size range measured in sizefractions from all samplesSize fraction(phi)4±55±66±77±9b 9("m)32±6316±328±162±8`2%coarser 28Á424Á034Á234Á235Á0%Æ1'12Á99Á211Á117Á613Á1%within 45Á131Á326Á340Á765Á0%Æ1'11Á78Á13Á86Á913Á1%®ner 26Á544Á939Á625Á1±%Æ1'22Á616Á113Á518Á3±728J.CLIFTON ET AL.This lack of correlation is in agreement with evidence that organic matter is predominantly present in the form of coatings on fine-grained sediment in the marine environment rather than as individual particles (Mayer,1994).The coarse tails illustrated in Figure 2may therefore reflect certain inherent physical drawbacks associated with this method.It was noted that turbulence within the upper 10cm of the settling tube persisted for at least 20s after shaking the tube to ensure adequate sediment dispersal prior to fractionation,thereby delaying the onset of vertical settling and giving rise to the coarse tails observed in Figure 2.Furthermore,whilsttheFigure 2.Grain size distribution of size fractions obtained from sample 1Table III.Rank correlation coef®cients between percentage of material by volume coarser than required size range and organic carbon content of size fractions from all samples.None aresigni®cant at 5per cent con®dence levelSize fraction(phi)4±55±66±77±9b 9("m)32±6316±328±162±8`2r s coef®cientÀ0Á64À0Á63À0Á19À0Á020Á12PARTICLE SIZE SEPARATION729730J.CLIFTON ET AL.accuracy of laser granulometry is not considered to be significantly affected by variations in particle shape (Matthews,1991),non-streamlined distortions of particle shape will serve to reduce particle settling velocity, which may further contribute to the presence of coarse tails in size fractions obtained using this technique. Whilst the presence of coarse tails is undesirable,these will be of relatively little importance with regard to studies of contaminant concentrations in particle size fractions in comparison to the fine tails noted previously.Recent work has demonstrated strong correlations between the abundance of fine-grained sediment and various mineral magnetic properties in intertidal sediments(Clifton,1998;Oldfield and Yu,1994).Given the shortcomings of gravimetric procedures highlighted in the present study,it is recommended that normalization using sediment magnetic properties is undertaken in studies which utilize analysis of particle size fractions to infer the geochemical behaviour of trace metals or radionuclides.ACKNOWLEDGEMENTSThe authors would like to acknowledge the support of BNFL for this project.REFERENCESAckermann,F.1983.`Monitoring of heavy metals in coastal and estuarine sediments±a question of grain size:`20"m versus`60 "m.Environmental Technology Letters,4,317±328.Assinder,D.J.,Yamamoto,M.,Kim,C.K.,Seki,R.,Takaku,Y.,Yamauchi,Y.,Igarishi,S.,Komura,K.and Ueno,K.1993. Radioisotopes of thirteen elements in intertidal coastal and estuarine sediments in the Irish Sea.Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry,170,333±346.Avery,B.W.and Bascomb,C.L.1974.Soil Survey Laboratory Methods.Harpenden,95pp.Barbanti,A.and Bothner,M.H.1993.`A procedure for partitioning bulk sediments into distinct grain-size fractions for geochemical analysis',Environmental Geology,21,3±13.Bulman,R.A.,Johnson,T.E.and Reed,A.L.1984.`An examination of new procedures for fractionation of plutonium and americium-bearing sediments',Science of the Total Environment,35,239±250.Clifton,J.1998.Relationships between radionuclide activity and sediment composition in eastern Irish Sea intertidal sediments.PhD thesis,University of Liverpool.Cotter-Howells,J.1993.`Separation of high density minerals from soil',Science of the Total Environment,132,93±98. Cundy,A.B.and Croudace,I.W.1995.`Physical and chemical associations of radionuclides and trace metals in estuarine sediments: an example from Poole Harbour,southern England',Journal of Environmental Radioactivity,29,191±211.Ducaroir,J.and Lamy,I.1995.`Evidence of trace metal association with soil organic matter using particle size fractionation after physical dispersion treatment',Analyst,120,741±745.Galehouse,J.S.1970.`Sedimentation analysis',in Carver,R.E.(Ed.),Procedures in Sedimentary Petrology,Wiley,Chichester,69±94.Gibbs,R.J.1972.`The accuracy of particle size analyses using settling tubes',Journal of Sedimentary Petrology,42,141±145. He,Q.and Walling,D.E.1996.`Interpreting particle size effects in the adsorption of137Cs and unsupported210Pb by mineral soils and sediments',Journal of Environmental Radioactivity,30,117±137.Horowitz,A.J.and Elrick,K.A.1986.`An evaluation of air elutriation for sediment particle size separation and subsequent chemical analysis',Environmental Technology Letters,7,17±26.Livens,F.R.and Baxter,M.S.1988.`Particle size and radionuclide levels in some West Cumbrian soils',Science of the Total Environment,70,1±17.Loring,D.H.and Rantala,R.T.T.1992.`Manual for the geochemical analysis of marine sediments and suspended particulate matter', Earth-Science Reviews,32,235±283.Matthews,M.D.1991.`The effect of grain shape and density on size measurement',in Syvitski,J.P.M.(Ed.),Principles,Methods and Applications of Particle Size Analysis,Cambridge University Press,22±33.Mayer,L.M.1994.`Relationships between mineral surfaces and organic carbon concentrations in soils and sediments',Chemical Geology,114,347±363.Mundschenk,H.1996.`Occurrence and behaviour of radionuclides in the Moselle river±part2:Distribution of radionuclides between aqueous phase and suspended matter.Journal of Environmental Radioactivity,30,215±232.Oldfield,F.and Yu,L.1994.`The influence of particle size variations on the magnetic properties of sediments from the north-eastern Irish Sea',Sedimentology,41,1093±1108.Syvitski,J.P.M.,LeBlanc,K.W.G.and Asprey,K.W.1991.`Interlaboratory,interinstrument calibration experiment',in Syvitski,J. P.M.(Ed.),Principles,Methods and Applications of Particle Size Analysis,Cambridge University Press,174±194. Walden,J.and Slattery,M.C.1993.`Verification of a simple gravity technique for separation of particle size fractions suitable for mineral magnetic analysis',Earth Surface Processes and Landforms,18,829±833.Walling,D.E.and Woodward,J.C.1993.`Use of a field-based water elutriation system for monitoring the in situ particle size characteristics of fluvial suspended sediments',Water Research,27,1413±1421.。

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