Interested Article - Ларморовская прецессия

Ла́рморовская преце́ссия прецессия (вращение как целого) магнитного момента электронов , атомного ядра и атомов вокруг вектора внешнего магнитного поля .

Данный эффект позволяет объяснить ряд физических явлений, таких как диамагнетизм , магнитное вращение плоскости поляризации , нормальный эффект Зеемана .

Определение

Магнитное поле приложенное к магнитному диполю с магнитным дипольным моментом создаёт момент силы , равный

где × обозначает векторное произведение , момент импульса и γ гиромагнитное отношение , являющееся коэффициентом пропорциональности между магнитным моментом и моментом импульса.

В случае статического магнитного поля направленного вдоль оси z , вектор момента импульса прецессирует вокруг оси z с угловой частотой , которая называется ларморовской частотой :

Прецессия является движением вектора момента импульса вокруг выделенной оси, похожим на вращение волчка.

Всё сказанное справедливо не только для общего вектора момента импульса но также и для спинового момента импульса электрона орбитального момента импульса электрона спинового момента импульса ядра и общего момента импульса атома

Гиромагнитное отношение — это главное различие между всеми типами моментов импульсов, которые были рассмотрены выше, но следующая формула позволяет объединить все типы,

где g g -фактор , магнетон Бора , постоянная Планка . Для электрона гиромагнитное отношение равно 2,8 МГц/гаусс .

В 1935 году в своих трудах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц предсказали существование ферромагнитного резонанса ларморовской прецессии, которая была экспериментально обнаружена Гриффитсом в 1946 году.

Ларморовская частота

Ларморовская частота — угловая частота прецессии магнитного момента, помещённого в магнитное поле . Названа в честь ирландского физика Джозефа Лармора (Joseph Larmor). Ларморовская частота зависит от индукции магнитного поля B и гиромагнитного соотношения γ :

или

При этом в формуле учитывается магнитное поле в той точке, где находится частица. Это магнитное поле состоит из внешнего магнитного поля B ext и других магнитных полей, которые возникают из-за электронной оболочки или химического окружения.

Ларморовская частота протона в магнитном поле индукцией в 1 Тесла составляет 42 МГц , то есть находится в радиочастотном диапазоне.

Химический сдвиг

Если ядро, обладающее спином, находится в молекуле, то электроны, движущиеся вокруг него или других соседних ядер, создают вблизи него дополнительное магнитное поле, которое смещает ларморовскую частоту, поскольку эффективное магнитное поле (называемое локальным ), в котором находится ядро из-за присутствия рядом электронов, отличается от приложенного внешнего магнитного поля. Это смещение получило название химического сдвига .

Для анализа многих органических и элементоорганических веществ используется метод ядерного магнитного резонанса , который основан на измерении химических смещений ядер с полуцелым спином. При помощи метода ядерного магнитного резонанса можно получить данные о химическом строении молекул, их пространственной структуре и молекулярной динамике.

Литература

  • Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: NMR Nomenclature. Nuclear Spin Properties and Conventions for Chemical Shifts . Pure Appl. Chem. 2001 ( 73 ), 1795—1818.
  • (нем.)

См. также

Примечания

  1. . Большая российская энциклопедия (2004). Дата обращения: 26 августа 2021. 26 августа 2021 года.
Источник —

Same as Ларморовская прецессия