Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Електронен парамагнитен резонанс

<== предишна статия | следващата статия ==>

Основата на магнитния резонанс е резонансната (селективна) абсорбция на радиочестотното лъчение от атомни частици, поставени в постоянно магнитно поле. Повечето елементарни частици, като върховете, се въртят около собствената си ос. Ако една частица има електрически заряд, тогава, когато се върти, възниква магнитно поле, т.е. тя се държи като малък магнит. Когато този магнит взаимодейства с външно магнитно поле, възникват явления, които позволяват да се получи информация за ядрата, атомите или молекулите, които съставляват тази елементарна частица.

Методът на магнитния резонанс е универсален изследователски инструмент, използван в различни области на науката като биология, химия, геология и физика.

Има два основни вида магнитни резонанси: електронен парамагнитен резонанс и ядрено-магнитен резонанс.

Електронният парамагнитен резонанс (ЕПР) е открит от Евгений Константинович Завойски в Казанския университет през 1944 година. Той забеляза, че единственият кристал поставени в постоянно магнитно поле (4 mT) абсорбира микровълновото излъчване на определена честота (около 133 MHz).

Същността на този ефект е следната. Електроните в веществата се държат като микроскопични магнити. Ако поставите вещество в постоянно външно магнитно поле и въздействате върху него с радиочестотно поле, то в различни вещества те ще се преориентират по различен начин и поглъщането на енергия ще бъде селективно. Връщането на електрони към първоначалната им ориентация е придружено от радиочестотен сигнал, който носи информация за свойствата на електроните и тяхната среда.

Зеемановото разделяне съответства на радиочестотния диапазон. Ширината на спектралната линия на раздвоеното състояние се определя от взаимодействието на електронните завъртания с техните орбитални моменти. Това определя времето на релаксационните колебания на атомите в резултат на тяхното взаимодействие с околните атоми. Ето защо ЕПР може да служи като средство за изследване на структурата на вътрешната структура на кристалите и молекулите, механизма на кинетиката на химичните реакции и други проблеми.

Фиг. 1.7 Прецесия на магнитния момент (М) на парамагнит в постоянно магнитно поле ( ).

Фигурата по-долу илюстрира явлението електронна прецесия в магнитно поле. Под действието на въртящия момент, генериран от полето ( ), магнитният момент прави кръгови завъртания по образуващата конус с Larmor честота ( ). При прилагане на променливо магнитно поле, векторът на интензитета ( ) извършва кръгово движение с Larmor честота в равнина, перпендикулярна на вектора ( ). Когато това се случи, ъгълът на прецесията се променя, което води до накланяне на магнитния момент (М). Увеличаване на ъгъла на прецесията ( ) се придружава от абсорбцията на електромагнитна енергия, намалявайки ъгъла ( ) - излъчване с честота ( ).

На практика е по-удобно да се използва моментът на начало на рязкото поглъщане на енергията на външно поле при постоянна честота и променлива индукция на магнитното поле.

Фиг. 1.8 Зависимостта на абсорбционния капацитет на енергията на външно поле от вещество върху величината на неговия вискозитет.

Колкото по-силно е взаимодействието между атомите, молекулите, толкова по-широк е спектърът на ЕПР. Това ви позволява да прецените подвижността на молекулите, вискозитета на средата ( > ).

, , (1.8)

, (1.9)

където - гиромагнитно съотношение.

Например, кога електромагнитната честота трябва да бъде вътре ,

Този метод, който е един от видовете спектроскопия, се използва за изследване на кристалната структура на елементите, химията на живите клетки, химичните връзки в веществата и др.

На фиг. Фигура 1.9 показва блокова схема на ЕПР спектрометър. Принципът на неговото функциониране се основава на измерване на степента на резонансно поглъщане на електромагнитното излъчване, преминаващо през него с променлив интензитет на външно магнитно поле.

Фиг. 1.9 Схема на ЕПР спектрометъра (а) и разпределение на силовите линии на магнитното и електрическото поле в резонатора (б).

1 - генератор на микровълново излъчване, 2 - вълновод, 3 - резонатор, 4 - магнит, 5 - детектор на микровълново излъчване, 6 - усилвател на EPR сигнал, 7 - записващо устройство (компютър или осцилоскоп).

Откритието на ЕПР служи като основа за разработването на редица други методи за изследване на структурата на веществата, като акустичен парамагнитен резонанс , феро- и антиферомагнетичен резонанс и ядрен магнитен резонанс. С феномена на акустичен парамагнитен резонанс, преходите между поднива се инициират чрез налагане на високочестотни звукови вибрации; в резултат на това се получава абсорбция на резонансното звучене.

Прилагането на метода EPR дава ценни данни за структурата на стъклата, кристалите, разтворите; в химията този метод ни позволява да установим структурата на голям брой съединения, да изследваме верижните реакции и да открием ролята на свободните радикали (молекули със свободна валентност) във външния вид и хода на химичните реакции. Внимателното изучаване на радикалите доведе до решаването на редица въпроси на молекулярната и клетъчната биология.

Методът EPR е много мощен изследователски инструмент, почти незаменим при изучаването на промени в структурите, включително биологичните. Чувствителността на EPR метода е много висока и е много висока парамагнитни молекули. Относно прилагането на търсене на нови вещества, основани на EPR, за квантови генератори; Явлението EPR се използва за генериране на свръхмощни субмилиметрови вълни.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

Растерни (сканиращи) електронни микроскопи

Сканиращи магнитни микроскопи на базата на интерферометри SQUID

Понятия за екситон, поляритон, плазмон

Сравнителни характеристики на аналитичните възможности на различни типове имуносензори

Основи на геометричната оптика

Физически основи на вибрационната спектроскопия

Концепцията за "меки измервания"

Архитектура на конзолни сензори и системи за наблюдение на положението на конзоли

Концепциите на експертната система и изкуствената невронна мрежа

Размита логика и теория на размити множества

Феноменът на стохастичния резонанс в нелинейните системи

Използване на свойствата на корпускуларните частици в устройства за получаване на първична измервателна информация

Физическа основа за изграждане на измервателни уреди, използващи колебания на осцилатора

Връщане към съдържанието: Съвременни фундаментални и приложни изследвания в приборостроенето

Видян: 4642

11.45.9.53 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .