Дәріс №10. Резонансты әдістер

АМР және ЭМР әдістері. Ядролы магнитты резонанстық электронның парамагнитті резонансының физикалық әдісінің бастамасы.

Электронды парамагнитті резонанстың мәні, тұрақты магниттік өрісте электрондардың қосарланған спиндерінде құралады, олар радиожиілікті электромагнитті сәулеленуді жұтады. Зат туралы магниттік өрісте Н магниттік момент қосарланбаған электрон өріспен байланысады. Нәтижесінде электронда екі энергетикалық деңгей пайда болады. Е₀ Е₁ және Е₂ әр-түрлі энергиямен

Е₀= Е₂- Е₁= дМвН (9)

мұндағы д-Ланде факторымен спектроскопты ыдырау, электронның магниттік моментінің эффективті өлшемі.

Жиілігі магниттік өріспен бұл үлгіге әсер етсе және тура магниттік өріске перпендикуляр бағытталса, бұл шартта h =дМвН Е₁ деңгейдегі электрондар h энергиясын резонансты жұтады және Е₂ деңгейіне өтеді. Кері электрондар өткенде олардың жұмсалған энергиясы сәулелену болып бейнеленеді, жылулық тербелістерін күшейтеді.

Тура магнитті өрісте H кернеуін өзгертіп ауыспалы өрістің жиілігін ауыстырмай ЭПР спектрін алады. Энергия резонансының жұтылуы туралы магниттік өрісте дМвН пернеулігінің графигін салса, максимум қисығы шығады, абцис осіне проекциясы резонансты энергиясы туралы өрісте дМвН береді, ал биіктік энергия жұтылуының ауыспалы магниттік өрістегі шамасы жұтылудың интенсивтілігі үлгідегі парамагниттік бөлшектерге пропорционал. Заттың жұтылу энергиясының интенсивтілігін салыстырып, заттың концентрациясын анықтауға болады. Олардың саны биіктік максимумымен емес, көлемімен, ЭПР спектрінің алғашқы туындысы қисық жұтылуды магнит өрісінің кернеулігімен анықтайды.

Резонанстың шартын анықтайтын теңдеуде д-спектроскопиялық ыдырау факторы өзгереді. Сондықтан д-фактор заттың индивидуалды сипаттамасы болып табылады, жалғыз симметриялық сызық ЭПР интенсивтілігі бойынша сипатталады, ол енімен, магниттік өрісіндегі формасымен, д-факторымен анықталатын ЭПР спектріндегі бірнеше жолақтардан тұрады.

ЭПР спектрлерін радиоспектрометр және спектрометрдің көмегімен тіркейді.

Ядролы магниттік резонанстың мәні резонанстық жұтылу электромагниттік толқындар заттарымен тура магниттік өрістегі ядролық магнетизінің жұтылумен дәлелденеді.

Ядролық магнетизм атомның ядролық құрамы бойынша дәлелденеді. Нәтижесі спин, протон мен нейтронның спиндерімен анықталады.

Ядро сипаттайтын J=½, ЯМР спектрін алуға қолайлы үлкен мәндерден және оның магниттік моментінен атом ядросын, М магниттік моментімен кернеулігі Н магниттік өріске қойсақ, онда момент векторы күш жолақтарын жағалай қоршайды, ішкі өрістің бағыты Н бұрышының жылдамдығы v₀, жиілігі ішкі кернеудің магниттік өрісі Н-ге қатынасы v₀ .

Резонанс шартын құру үшін ядроны перпендикуляр әлсіз электромагнитті өріспен қоршайды, тербеліс жиілігі ν₁ және кернеулігі Н₁, ν₀+ν_ν шартында Н₁ қозғалыс өрісі синхронды болып келеді, тұрақты кернеулік құбылысы пайда болады да, ядроның магниттік моменті алғашқы бағытқа қарама-қарсы лақтырылады. «Лақтыру» энергияны сигнал бойынша қабылданады. Бұл құбылыс ЯМР әдісінің негізі.

Магнит өрісіндегі 1 Тл жиілік ЭПР ауысуға қажетті д=2, 28000 МГц құрайды, протондық магниттің резонасына сәйкес 42МГц жиілік болады. Магниттік өрісте кернеулігі 0,32 Тл ЭПР ауысуына орнықты жиілік (9000МГц). Бұл әр түрлі мәнді ЯМР және ЭПР, әр түрлі инструментальды сипаттамаларға ие.

ЯМР-ны бақылауға арналған құрылғы: жоғары жиілікті индуктивті катушкаға ампуланы қоямыз, ол жоғарғы жиілікті айналмалы Н₁ өрісін тудырады. Үлгідегі катушка электромагниттік полюспен кернеулігі Н өрісіне, жиілігі ν₀ өзгерсе ν₀+ν_ν шартына қол жеткізуге болады және ол контурда тіркеледі. Бұл сигнал электрондық құрылғымен күшейтіледі және осцилографқа дәл, экранда қисық резонансты жұтылуды көрсетеді.,

Мессбауэровты спектроскопия. Әдістің теоретикалық негіздері және жалпы сипаттамасы. Мессбауэровты спектроскопия - ядроның электрлік және магниттік өрістермен қатынасын зерттеу әдісі. Мессбауэр эффектісі ядроның энергетикалық деңгейін ыдыратуын тудырады. Мұндай қатынастардың энергиясы 10 эВ тұрақты мессбауэровты жолақтың өте жіңішке құрылымы жолақтың кіші енінің көмегімен байқалады. Бұл үшін Доплер эффектісі қолданылады. R-сәулеленуіне v жылдамдығы хабарланып отырады, бұл жағдайда r квант энергиясы Е=E₀U шамаға тең. v жылдамдық 0,1-1,0 см/с интервалда жолақтың орнын алуына әкеп соқтырады. Мессбауэровты спекрометрмен γ- кванттық резонастық жұтылудың жылдамдық бойынша тәуелділігін өлшейді, онда максимум жұтылу байқалады. Атомды ядроның ерекше типіне ядролық емес өрістерге электрлік моноролье, электрлік квадрополь және магнит диопольдің өзара байланысуы жатады.

Ұсынылған әдебиеттер: Нег. 8 [13-28].

Бақылау сұрақтары

1. Пәннің мәні мен мақсаты.

2. Конструкторларды қалай әзірлейді?

3. Құрастыру әлiппесі не үшін керек?

4. Техниканың негiзгi тiлi дегеніміз не?

5 Бас конструктордың міндеттері.

Дата добавления: 2015-07-08