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

Примери за практическо използване на NMR

<== предишна статия | следващата статия ==>

Феноменът на магнитния резонанс се използва за откриване и измерване на електрическите и магнитните взаимодействия на електрони и ядра в макроскопични количества на материята. Това явление се дължи на парамагнитната ориентация на електроните и ядрата от външното поле и тяхната ларморова прецесия по отношение на посоката на външното поле. Честотата на Larmor прецесията е пропорционална на интензивността на магнитното поле, приложено в областта, където се намира прецесиращият електрон или ядро. Когато съседните частици допринасят за локално магнитно поле, то се измерва чрез изместване на честотата на прецесията. Допълнително изместване на прецесионната честота може да настъпи и поради нееднородните електрически полета, създадени от съседни частици.

Като пример за практическо прилагане на ЯМР за целите на измерването, помислете за проектирането на високочувствителен сензор за измерване на магнитната индукция на слабо магнитно поле.

Устройството съдържа индуктивна бобина, която като ядро ​​съдържа ампула с газообразно вещество. Магнитните моменти на ядрата на веществото, въведено в магнитно поле, са ориентирани в посока на нейната прецизна магнитна индукция с честота:

, (1.11)

След известно време, ако векторите на намагнитване и външното поле съвпадат, веществото придобива стационарна намагнитване.

При този метод пробата се подлага на радиочестотно излъчване с постоянна честота, докато силата на магнитното поле се променя, така че се нарича метод на постоянното поле.

Фиг. 1.10 Схематично представяне на инсталацията за експеримент с магнитен резонанс. Резонанс се постига в радиочестотния диапазон. Намотката (а) и резонаторът (б) са свързани към променливите източници на поле и измервателните уреди за загуба на мощност.

Пробата се поставя вътре в RF намотка или микровълнов резонатор, разположен между полюсите на магнита. Изключително висока точност на настройката и нейната чувствителност при определяне на абсорбираната мощност е основното предимство на метода на магнитния резонанс. В стандартния експериментален метод, честотата на осцилация ω на напречното поле се поддържа постоянна и резонансът се постига чрез промяна на силата на полето. което води до бавна промяна в честотата на прецесията , В този случай, на екрана на осцилоскопа, може да се наблюдава компонента М, осцилиращ или в противофаза с контролно напречно поле (т.е. абсорбирана мощност), или във фаза с нея (фиг. 1.11).

Фиг. 1.11 Протонни магнитни резонансни сигнали в течен водород, отразяващи зависимостта от величината на индукцията на магнитното поле за мощността на излъчване, погълната от средата (а) и магнитния момент М на частицата (б).

Прилагането на ЯМР се основава на принципа на работа на устройства за стабилизиране и най-точни измервания на параметрите на магнитното поле, както и за анализ на смеси според техния изотопен състав. Например, силен ЯМР сигнал се наблюдава в присъствието на изотопни ядра от въглерод-13, което предопределя използването на ЯМР и неговите разновидности - ядрен квадруполен резонанс (НКР) в изследването на въглеводороди, особено естествени (масло).

В NMR техники има много възможности за определяне на химичната структура на веществата, конформацията на молекулите, ефектите на взаимното влияние, вътрешномолекулните трансформации. Ядрата с нецелочислен спин могат да взаимодействат с външно магнитно поле, което води до преход към други енергийни нива. Енергията на тези нива е строго квантована и зависи от природата на ядрото, неговата електронна среда и различни вътрешномолекулни и вътрешно-молекулярни взаимодействия. Ефектът на електронната обвивка върху ЯМР се проявява по-специално, както следва. Външното магнитно поле, в което е поставена пробата, действа върху електроните на атомите или молекулите на пробата. В случай на диамагнитна проба в електронните обвивки на неговите атоми, външното поле индуцира такива токове, които създават вторично магнитно поле, насочено в посока, противоположна на външното поле. Това вторично поле също действа върху ядрото на атома. Добавяйки към външното поле, той намалява ефекта на последното върху ядрото.

Когато магнитната индукционна област (В) е равна на 1 Т1, резонансната абсорбция се случва с честота Hz. Абсорбционният спектър е по-широк, толкова по-голям е вискозитетът и по-ниската молекулна мобилност. NMR линиите са значително по-тесни, отколкото с EPR. Спектърът се измества поради взаимодействието на ядрения магнитен момент с електрона. Следователно, NMR характеризира структурата и структурата на материята. Практическото прилагане на ефекта се основава на рязко увеличаване на абсорбцията на енергията на електромагнитна вълна в системи от атомни ядра под външно магнитно поле. Работната честота е в рамките на 200 MHz. Абсорбционният спектър е по-широк, толкова по-голям е вискозитетът и по-ниската молекулна мобилност. Линиите на спектъра са много по-тесни, отколкото в електромагнитния резонанс, затова се използва за изследване на молекулярни структури и изотопен анализ.

Явлението ядрено-магнитен резонанс се използва във физиката, химията, медицината (човешкото тяло е комбинация от едни и същи органични и неорганични молекули). За да се наблюдава това явление, обектът се поставя в постоянно магнитно поле и се излага на радиочестотни и градиентни магнитни полета. Променлива електродвижеща сила (ЕМП) възниква в индуктивната бобина около обекта на изследване, чийто амплитудно-честотен спектър и неговите преходни характеристики носят информация за пространствената плътност на резониращите атомни ядра, както и други параметри, характерни само за ядрено-магнитен резонанс. След обработка на компютър, тази информация се прехвърля в ЯМР - изображение, което характеризира плътността на химически еквивалентни ядра, време на релаксация на ядрено-магнитен резонанс, разпределение на дебитите на флуида, дифузия на молекули и биохимични метаболитни процеси в живите тъкани.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

Принципи на изграждане на биосензори

Физическите основи на оже-спектроскопията и неутронната дифракция

Метод на Laue

Тунелна микроскопия.

Хелиев йон микроскоп

Ефекти от резонансно взаимодействие на електромагнитно поле с вещество

Устройство и принцип на действие на биологичен неврон

Използването на хаос за предаване на информация по комуникационни линии

Метод на Браг

Физически основи на СКВИД - микроскопия

Практическо приложение на електронната микроскопия

Понятията за нискотемпературна и високотемпературна свръхпроводимост

Връщане към съдържанието: Съвременни фундаментални и приложни изследвания в приборостроенето

Видян: 2200

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