![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лекция 23. Электронный парамагнитный резонанс
Зееман-эффект связан с переходами между подуровнями расщепленных в магнитном поле разных энергетических уровней. Такие переходы соответствуют оптическому диапазону частот. Наряду с этим возможны переходы между соседними подуровнями расщепившегося в магнитном поле уровня энергии согласно правилам отбора:
Таким переходам соответствуют частоты:
Кроме того, для атомов с одним валентным электроном переходы запрещены правилом отбора Излучение или поглощение электромагнитных волн при изменении ориентации магнитных дипольных моментов атомов в магнитном поле называют явлением магнитного резонанса. Последовательное описание магнитного резонанса довольно сложно. Качественную картину этого явления можно понять на основе простой классической модели. Если частица обладает магнитным моментом
Это уравнение волчка: механический и магнитный моменты совершают прецессию вокруг
В магнитном поле, направленном вдоль оси z, частица приобретает дополнительную энергию:
Частота перехода между соседними подуровнями энергии совпадает с частотой прецессии:
Если добавить изменяющееся с частотой совпадает с частотой прецессии (3.68), то магнитный момент оказывается как бы в статических условиях и дополнительный вращающий момент стремится «опрокинуть» магнитный момент. Поскольку магнитный момент является квантовым вектором, то его проекция на направление статического магнитного поля может только скачком измениться на противоположное значение. В этом состоит явление магнитного резонанса. Еслимагнитный и механический моменты атома обусловлены его электронами, то магнитный резонанс называют электронным парамагнитным резонансом (ЭПР).Когда моменты определяются ядром атома, то магнитный резонанс называют ядерным магнитным резонансом (ЯМР), который первым наблюдался в опытах с молекулярными пучками (Раби, 1938). Существуют также ферромагнитный и антиферромагнитный резонансы, связанные с изменениемориентации электронных магнитных моментов в ферромагнетиках и антиферромагнетиках. Электронным парамагнетизмом обладают: все атомы и молекулы с нечетным числом электронов на внешних электронных оболочках, поскольку в этом случае полный спин системы не равен нулю (свободные атомы натрия, газообразная окись азота и т.д.); атомы и ионы с незаполненной внутренней электронной оболочкой (редкоземельные элементы, актиниды и др.) и т.п. ЭПР представляет собой совокупность явлений, связанных с квантовыми переходами, происходящими между энергетическими уровнями макроскопических систем под влиянием переменного магнитного поля резонансной частоты В эксперименте явление ЭПР впервые наблюдал Е.К. Завойский (1944). ЭПР служит мощным средством изучения свойств парамагнитных веществ в макроскопических количествах. Макроскопической магнитной характеристикой вещества является вектор намагничивания
где окружающими ее частицами. Определение этих времен релаксации - основная экспериментальная задача метода магнитного резонанса
|