Магниттік резонанс

Магниттік резонанс
Қозғалыс теңдеулері
Пайдаланылған әдебиеттер
Магниттік резонанс құбылыстары қазіргі физика, химия, биологияда жəне т .т. елеулі рөл атқарады. Өйткені бұлар заттың құрылысын, қасиеттерін зерттеудің өте тиімді амалы болып табылады. Магниттік резонанс құбылысының мəнісін атомдардың магниттік қасиеттері жəне бұлардың сыртқы магнит өрістерімен де, бірімен-бірінің де əсерлесуі жөніндегі деректерге сүйеніп оңай түсінуге болады.
Магниттік резонанс — зат бөлшектерінің (электрондардың, атом ядроларының) магниттік моменттері бағдарларының өзгеруіне байланысты заттың белгілі бір жиіліктегі ) бар) электрмагниттік толқындарды таңдап жұтуы.
1. Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1985,§151–154, 159, 198,§203–205.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т3. Электричество. – М.: Наука, 1977, §100, 108.
3. Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энергия, 1985. –с. 27–55.
        
        Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті
сөж
Тақырыбы: Магниттік ... ... ... ... Мешетова Ж.С
2015ж
Магниттік резонанс.
Магниттік резонанс құбылыстары қазіргі физика, химия, биологияда жəне т .т. елеулі рөл ... ... ... заттың құрылысын, қасиеттерін зерттеудің өте тиімді амалы болып табылады. Магниттік резонанс құбылысының мəнісін атомдардың магниттік қасиеттері жəне бұлардың ... ... ... де, ... де əсерлесуі жөніндегі деректерге сүйеніп оңай түсінуге болады.
Магниттік резонанс -- зат ... ... атом ... ... ... бағдарларының өзгеруіне байланысты заттың белгілі бір жиіліктегі ) бар) электрмагниттік толқындарды таңдап ... ... ... (( ... энергетикалық деңгейлері сыртқы магнит өрісінде (Н) магниттік қосалқы деңгейлерге ... ... ... ... ... (Н) ... ... моменттің белгілі бір бағдары сәйкес келеді (қ. Зееман эффектісі) электр-магниттік өріс қосалқы магнит деңгейлер арасында). Резонанстық жиіліктегі ( ... ... ... ... шарты:
* түрінде жазылады=
мұндағы
* -- магнит қосалқы деңгейлер ... ... ... ... ... жұту ... ... арқылы жүзеге асса, онда Магниттік резонанс ядролық магниттік резонанс (ЯМР) деп аталады. Парамагнит атомындағы қосарланбаған электрондардың магнит моменті нәтижесінде пайда ... ... ... ... ... ... (ЭПР) деп ... Магнит реттелген заттардағы электрондық Магниттік резонанс ферромагнит және антиферромагнит 103 -- 104) ЯМР-дың жиіліктері қысқаМагниттік резонанс деп аталады. Әдетте, ... ... ... ( ... ... (106 - ... ал ЭПР жиіліктері аса жоғары жиілік диапазонына (109 -- ... ... ... ... ... ... әсер ететін әр түрлі ішкі өрістерге сезімтал келеді. Сондықтан ... ... ... ... және ... ... атом және молекулалық динамиканы, т.б. зерттеу үшін қолданылады.
μ магниттік моментке және қозғалыс мөлшері моментіге ие ядроны ... Бұл ... ... сондықтан оларды келесі түрде жазуға болады:
(1)
мұндағы, магнитомеханикалық қатынас - тұрақты шама. I ... ... ... ... ... ... ... белгілеу негізіне алынған. μ магниттік момент пен Васыртқы магниттік өрістің әсерлесу энергиясы:
; (2)
Егер де өріс z осі байынша ... ... ... , ... рұқсат етілген мәндері : ,демек, энергияның рұқсат етілген мәндері:
(4)
2 сурет. I=1/2 спинді ядролардың B0 тұрақты магниті ... ... ... ... магнит өрісінде жататын ядро, -ге сәйкес келетін екі энергетикалық деңгейде жатуы мүмкін. Егер де осы ... ... ... -ге ... онда , демек,
(4)
Бұл қатынас магниттік резонансты жұтылудың негізгі шарты болып келеді.
Протон жағдайында (протонның магниттік моменті және ... ... үшін ... ... 104 ... тең. Электрон спині үшін:
(4б)
Магниттік резонанс құбылыстары үшін элемент ... ... ... 1 ... келтірілген.
Қозғалыс теңдеулері.
Уақыт өткен сайын жүйенің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі ... әсер ... ... ... тең ... ... Магнит өрісінен μ магниттік моментке әсер ететін механикалық момент ... ... тең. ... ... үшін () ... ... келесі түрде жазуға болады:
(5)
Немесе
(6)
М ядролық магниттелу ... ... ... ... бойынша сома ретінде анықталады. Егер де бір изотопты ядролар қарастырылса және олар тек ... ... γ ... ... ядролар үшін бірдей және (6) теңдеуді М үшін жазуға болады:
(7)
Ядролар жүйесін z осі бойымен бағытталған Ва ... ... ... яғни . Т ... ... тепе-теңдік кезінде М магниттелу компоненттері үшін:
(8)
Мұндағы - Кюри тұрақтысы, (15.14) тұрақтының анықтауы бойынша.I=1/2 - мен ... ... ... 1 және 2 ... ... ... ... қатынасы жылулық тепе-теңдіктегі Больцман үлестіруімен беріледі:
(9)
1 және 2 күйлердегі энергиялар айырмасы -ға тең болғандықтан, тепе-теңдік кезіндегі магниттелу ... (15.20) ... ... ... ... та, μ - ... магнит моменті.
3 сурет. а) Магниттелудің уақыт өткен сайын өрістің қосқан кездегі өзгеруі. t=0 уақыт кезіндегі Mz(0)=0 -мен ... үлгі ... ... ... ... ... сайын өседі және жаңа тепе-теңдіктің жаңа мәніне жетеді . Бұл эксперимент Т1 шамасын- бойлық релаксацияның уақытын ... б) ... ... ... ... ... ... өзгеруі. а суретімен байланысқан экспериментте, магниттік энергияның тығыздығы төменгі деңгейдің спиндік толтырылуы жоғарылаған сайын төмендейді. ... ... ... мән -ға тең. ... спин жүйесінен тордың тербелістер жүйесіне өтеді, сол себепті Т1 релаксация уақытын спин-торды ... ... деп ...
Егер шамасы тепе-теңсіз күйге қатысты болса, онда біз оның тепе-теңдік күйге -тің М0тепе-теңдік мәнінен ығысуға пропорционалды ... ... ... ... Т1 шамасы бойлық релаксацияның уақыты немес спин-толқынды релаксацияның уақыты деп аталады.
Егер де t=0 алғашқы уақытта ... үлгі ... ... ... ... онда оның ... ... нөлдік мәнінен соңғы мәнге дейін өседі. (10) теңдеуді интегралдасақ:
(11)
немесе
(12)
Алынған тәуелділік 3а суретте график арқылы ... ... ... -нің жаңа тепе-теңдік мәнге жақындаған сайын төмендейді. 4 суретте магниттелу өзінің тепе-теңдік мәнге жақындалуы болатын ... ... ... ... ... ... ... спинді-торды әсерлесу құбылысының мәні ішкі кристал электр өрісі фонондармен модуляциялаумен байланысты. Релаксация ... үш ... іске ... ... ... мен ... 2) раманов(фононның шашырауы); 3) обрахов(қосымша үшінші деңгей қатысуымен шашырау). Кейбір сирек жер элементтерінің тұздарының спин- торды релаксацияның ... ... ... ... тұсында Скотт және Джеффрис жұмысында жасалынған. Олар, жеке түрде, жоғарыда көрсетілген барлық процесстер үшін дәлел ... және ... ... үшін ... ... ... ... Мысал ретінде, 5 суретте жұмыстың бір нәтижесі көрсетілген.
.
4а.сурет. Металл және диэлектриктегі магниттелудің бойлық релаксациясына үлес беретін маңызды процесстердің жүйесі. ... ... ... спин ... ... серпімсіз шашыратылады, спинді жүйе төмен энергиялы күйге өтеді, осы кезде шығатын ... ... ... -ге көп ... ие. Металлда дәл осындай серпімсіз шашырауының процессі орын алады, ... та ... ... үшін.
4б.сурет.2 -->1 өтуіне жауап беретін спинді релаксация процессінің жүйесі. Сол жағында- ... ... ... процесс(тура ауысу). Ортасында- фононның раманов шашырауымен байланысты процесс; оң жағында- екі этапта жүретін(Орбах ... ... ... процессі. Т1бойлық релаксацияның уақыттық температуралық тәуелделігінің типі әр процесстің төменінде көрсетілген.
5 сурет. (1% Nd және 5% Nd) ... ... екі ... ... ... ... үшін 1/Т1 бойлық релаксацияның шапшаңдылықтың қарсы температурадан тәуелділігі (логарифмдік масштабта). Бұл нәтижелер Скотт және ... 1,4-4,30 К ... ... ... ... салыстырмалы жоғары температураларда Орбах процессіне және төмен температуралардағы бір фонды процесске көрсетеді. жиілік, ... ... ... ... ... ... үшін (7) ... теңдеуін келесі түрде жазуға болады:
(13а)
Мұндағы, (M0-Mz)/T1- Ва магнитттік өріспен байланысты емесәсерлесулердің ... ... ... ... ... мүшесі . Осылай, магниттік өрістің айналасындағы прецессиямен қатар, М магниттелу векторы М0 тепе-теңдік нәтижеге жақындапрелаксацияланады. ... ... ... ... Мх ... ... нөлге тең болмаса, онда уақыт сайын ол нөлге дейін ... ... ... ... тең ... М ... компоненттерінің, яғни Мх және Му, нөлге төмендеуінің процесі жылулық тепе-теңдік кезіндегі нөлдік талабына ... Мх және ... ... теңдеулерінде осы бойлық релаксацияны ескерту үшін қосымша мүшелерді енгізу керек боп тур, ... ... Мх және Му ... пропорционал:
(13б)
(13в)
Мұндағы, Т2 - бойлық релаксацияның уақыты. Мх және Мукомпоненттер ... ... ... ... ... өзгермейді. Мх және Мурелаксация процесттері спинді жүйедегі энергия ағындарының пайда болуымен байланысты емес болғандықтан, Т2 - - ны ... ... Т1 - ді ... ... ... ... болады. Кейбір жағдайларда Т1 және Т2 - ... ... ... ... да ... бұл ... ... мен жүйе ерекшеліктерінен,ол орналасқан талаптарынан тәуелді. Т2 - бойлық релаксацияның ... Мх және ... үлес ... ... ... бір ... фазада қалатын уақытты айтады.Әр түрлі магнитті спиндерге әсер ететін локальды магнит өрістері әр түрлі болғандықтан, онда олармен ... ... ... ... әр ... ... ... орындалады. Егер де алғашқыда барлық спиндер фазада болса, онда ... ... ... фазалардың үлестіруі бейберекет(хаосты) болады, ал Мх және ... ... ... ... Т2 - ... дефазациялау уақыты деп атауға да болады.
(13) теңдеулер жүйесін Блох ... деп ... Бұл ... x,y және ... ... ... ... алғашқыдан бастап біз спиндік жүйеге әсер ететін Ва ... ... өріс - үшін ... ... ... ... бойынша эксперименттерінде айнымалы өріс осі бойынша алынады(немесе ). Бізге негізінен тұрақты ... және ... ... ... ... ... ... магниттелудің өзгеруімен байланысқан құбылыстар қызықты(мысалға, 6 суреттегі ... ... Блох ... ... ... бірақ та олар дәл емес, өйткені барлық спин құбылыстарын, әсіресе қатты денедегі, сипаттамайды.
тұрақты магнит ... спин ... ... ... ... табайық. тең болсын. Осы жағдайда Блох теңдеулері келесі ... ие ... ... ... ... үшін ... іздеп жатырмыз сол себепті оларды келесі түрде алуға болады деп болжамдаймыз:
(15)
(15)-ті (14)-ге қойсақ, онда:
(16)
Демек, еркін прецесиия мына қатынаспен сипатталады: ... ... ... ... ... (екі ... қозғалысы тәріздес. Осы аналогиядан шығатыны, спиндік жүйеде жиілігі жиілігіне жақын болатын, ал сыртқы магнит өріске жауап беретін ... ... ... ... ... сыртқы айнымалы өріс энергиясының резонанстық жұтылуы болады.
7 суретте судың протон жүйесіндегі жұтылудың эксперименталды резонанстық қисық сызығы көрсетілген.
Блох теңдеулері де ... ... ... ... ... ... ... оларды В1 амплитудасының магнит өрісінің ху жазықтығында айналатын жағдайые үшін шешейік:
(18)
7 ... ... ... ... ... ... қуат үшін ... өрнекті береді:
(СГС) (19)
Жұтылатын қуаттың максимум биіктігінің жартысына жауап ... ... ... ... ...
. (20)
Стационарлы күйде айнымалы өрістің энергиясы қатты дене ядролар жүйесімен жұтылады, негізінен энергия толығымен кристаллдық тордың терблеліс энергиясына көшеді.
Пайдаланылған әдебиеттер:
1. ... С.Г. ... - М.: ... ... - 154, 159, 198,§203 - 205.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т3. ... - М.: ... 1977, §100, ... ... И.П. ... ... - Л.: Энергия, 1985. - с. 27 - 55.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 6 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Атомдар мен молекулалардың сыртқы магнит және электр өрістерімен әсерлесуі. Магниттік резонанс59 бет
Туберкулез қоздырғышы,оның қаупі және қауіпсіздік шаралары11 бет
Жасушалардың құрамдық бөлшектерін фракциялау3 бет
Зерттеудің физикалық әдістері18 бет
Физика сабағында электр және магнетизм курстарын оқыту35 бет
Электродинамиканың көрнекілік тәжірибелерінің әдістемесі41 бет
Айнымалы ток және электр тізбегіндегі резонанс10 бет
Жылдам, резонансты нейтрондардың ядромен жұмыс істеуі10 бет
Жылдам, резонансты нейтрондардың ядромен жұмыс істеуі туралы7 бет
Резонансты кернеу түрлендіргіштері8 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь