Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wstęp
Magnetycznyrezonansspinowyjestzwiązanyzabsorpcjąenergiiszybkozmien-
negopolaelektromagnetycznego,jakatowarzyszyzmianieorientacjispinówelektronu
(EPR)ijąder(NMR)wzewnętrznympolumagnetycznym.Dlaelektronówrezonans
takinazywasiętakżerezonansemspinowym(ESR)wceluodróżnieniagoodrezonansu
cyklotronowego,wktórymabsorpcjazwiązanajestzperiodycznymruchemelektronu
wsilnympolumagnetycznym.Źródłemdyskretnychspinowychstanówelektronówiją-
derwpolumagnetycznymjestprzestrzennekwantowaniespinu.Polegaononatym,
żespinwzewnętrznympolumagnetycznymmadyskretneorientacjeokreśloneprzez
magnetycznąkwantowąliczbąspinowąms.Zmianęorientacjispinuwpoluoscylującym
prostopadledostałegopolamagnetycznegookreślareguławyboru∆ms=±1.Zgodnie
ztąregułąróżnicaenergiipomiędzypoziomamispinowymimsmusibyćliczbącałko-
witą.Oznaczato,żeelektronlubjądroospinies=1/2mawpolumagnetycznymtylko
dwastany:ms=+1/2ims=–1/2.
Kwantowaniespinowegostopniaswobodyelektronuzostałozaobserwowanewpięk-
nymdoświadczeniuSterna–Gerlacha(1921r.).Wdoświadczeniutymwiązkaatomów
srebraonieskompensowanymspiniebiegławniejednorodnympolumagnetycznymoin-
dukcjiBipadałanakliszę.Nakażdyatomomomenciemagnetycznymµzdziałasiła
Fz=–µz(∂B/∂z),gdzieµzjestrzutemmomentuµnakierunekwektoraindukcji
polamagnetycznegoB.Nakliszyzaobserwowanodwieplamki,cooznaczało,żespin
s=1/2wpolumagnetycznymmożemiećtylkodwieorientacje.Wynikatozkwanto-
waniastanówspinowychms=+1/2ims=–1/2.StanyoenergiachW+1/2iW–1/2są
dwomapoziomami,aodległośćmiędzynimizależyodnatężeniapolamagnetycznego.
Rezonansowepochłanianiefalielektromagnetycznejwystąpiwtedy,gdywartośćindukcji
polamagnetycznegobędzieskorelowanazokreślonączęstościądrgańtegopola.Isidor
IsaakRabiw1937r.odkryłspinowyrezonansiopisałtowpracySpacequantization
ingyratingmagneticfield.
DoświadczenieRabiegobyłogenialnąrealizacjąpomysłurezonansuspinowegodla
jąderwodoru1Hilitu7Li.WiązkaHDlubLiClbiegławpróżniprzezniejednorodne
polemagnetyczneogradiencie∂B/∂zwytworzoneprzezmagnesA,anastępnieprzez
polewytworzoneprzezmagnesBogradiencieskierowanymprzeciwniedopoprzedniego
(rys.0.1).WwynikutegonadetektorDpadałacaławiązkamolekularna.Pomiędzyma-
