Схема простейшего спектрометра показана на рис. 8. Образец в ампуле помещается в сильное однородное магнитное поле B, создаваемое постоянным электромагнитом, и одновременно находится в катушке под непрерывным воздействием высокочастотного поля небольшой мощности Bν. В случае полевой развертки при постоянном значении частоты генератора ν=ω/2π осуществляют медленное сканирование в резонансной области, плавно меняя B. При достижении условия резонанса происходит поглощение энергии излучения заданной частоты, фиксируемое по отклонению пера фиксирующего устройства.
При режиме частотной развертки катушка питается напряжением с частотой ω, линейно меняющейся со временем, а постоянное поле B неизменно.
Когда вектор суммарной намагниченности M поворачивается вокруг оси x во вращающейся системе координат, происходит затухание индуцированных компонент Mx, My (M┴) и так называемого сигнала спада свободной индукции (ССИ). Величина M┴ представляет комбинацию двух сдвинутых по фазе на 90° колебаний:
где u называют сигналом дисперсии, а v – сигналом поглощения, эти сигналы могут выделяться с помощью фазочувствительного детектора.
Вид и интенсивность сигналов ЯМР зависят от скорости сканирования, то есть времени прохождения через резонансную область. При медленном сканировании, когда выполняется условие
где Δv – ширина резонансной области, сигналы ЯМР имеют симметричную форму.
Для регистрируемого обычно сигнала поглощения характерна «колоколообразная» форма линии При развертке по частоте могут измеряться четыре параметра сигнала: ν0 — резонансная частота (частота максимума кривой поглощения); A – интенсивность в максимуме (амплитудная); S0 – интегральная интенсивность (площадь регистрограммы сигнала); Δν1/2 – ширина линии на полувысоте A/2.
Наблюдаемая экспериментально ширина линии сигнала ЯМР Δν1/2 включает естественную ширину Δν е и аппаратурное уширение Δνа, обусловленное в основном неоднородностью постоянного магнитного поля B. Естественная ширина линии обратно пропорциональна времени спин- спиновой релаксации T2:
Всякое изменение напряженности постоянного поля вызовет изменение резонансной частоты Δν=γΔB/2π, с чем и связано уширение Δνа, которое на современных спектрометрах не превышает десятых долей герца. Так называемые широкие линии в спектрах ЯМР могут иметь ширину до 105 Гц. Возможностью регистрировать ЯМР спектры практически с любой шириной линий обладают современные импульсные спектрометры с фурье- преобразованием сигнала ССИ. Для записи линий с шириной порядка 103 Гц используют иногда и стационарные спектрометры с регистрацией первой производной сигнала, например, при изучении спектров ЯМР твердых тел.
Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 59 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Обменные эффекты в спектрах ЯМР. | | | Импульсная фурье-спектроскопия ЯМР. |