Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Магнитный резонанс

резонанс (далее М) избирательное поглощение веществом электромагнитных волн определенной длины волны, обусловленное изменением ориентации моментов электронов или ядер. Энергетические уровни частицы, обладающей магнитным моментом m, во внешнем поле Н расщепляются на подуровни, каждому из которых соответствует определенная ориентация момента m относительно поля Н (см. Зеемана эффект). Электромагнитное полеМной частоты w вызывает квантовые переходы между подуровнями. УсловиеМа имеет вид:

,

где  - разность энергий между подуровнями,  - Планка постоянная.

  Если поглощение электромагнитной энергии осуществляется ядрами, то М называется ядерным магнитнымМом, ЯМР. моменты ядер обусловлены их спинами . Число ядерных подуровней равно 2 + 1, а расстояния между соседними подуровнями одинаковы и равны:

,

где g - магнитомеханическое отношение. Отбора правила допускают переходы только между соседними подуровнями, поэтому всем переходам соответствует одинаковаяМная частота (рис.), линии поглощения перекрываются и наблюдается одна линия.

  Однако в некоторых для ядер со спином > 1 возникает дополнительное смещение уровней, вызванное взаимодействием электрического квадрупольного момента ядра с внеядерным неоднородным внутрикристаллическим электрическим полем Е в месте расположения ядра (см. Кристаллическое поле). В результате этого в спектре поглощения появляются дополнительные линии (см. Ядерный квадрупольныйМ, ЯКР).

  М, обусловленный моментами электронов в парамагнетиках, называется электронным парамагнитнымМом (ЭПР). Спектр ЭПР зависит как от спина, так и от орбитального движения электронов, входящих в состав парамагнитных и молекул, и обычно чувствителен к внутрикристаллическому полю в месте расположения парамагнитной частицы. В ферромагнетиках и антиферромагнетиках электронный М называется соответственно ферромагнитнымМом и антиферромагнитнымМом.

  Во многих случаях полезно классическое описание М, основанное на том, что момент частицы m испытывает во внешнем поле Н Лармора прецессию около направления вектора Н с частотой w = gН. Переменное поле 1, перпендикулярное Н и вращающееся синхронно с m, то есть с частотой w, оказывает постоянное воздействие на момент, которое и ведет к изменению его ориентации в пространстве.

  К М иногда относят также наблюдаемый в металлах и полупроводниках, помещенных в постоянное поле, циклотронныйМ -Мное поглощение электромагнитной энергии, связанное с периодическим движением электронов проводимости и дырок в плоскости, перпендикулярной полю Н (см. Лоренца сила, Диамагнетизм).

  Диапазон частот М определяется величиной отношения. Для свободного электрона g/2p = 2,799´106 гц·э -1, для протона g/2p = 4,257´103 гц·э -1, для других ядер, обладающих спином, g/2p = 102-103 гц·э -1. В соответствии с этим в полях ~ 103-104 э частоты ЭПР попадают в диапазон СВЧ (109-1011 гц), а ЯМР - в диапазон коротких волн (106-107 гц).

 

  Лит.: Сликтер Ч., Основы теории Ма, перевод с английского, М., 1967; Абрагам А., Ядерный магнетизм, перевод с английского, М., 1963; Альтшулер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитныйМ, М., 1961.

  В. А. Ацаркин.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 21.11.2024 12:10:07