Larmor-precessio

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26. elokuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Larmorprecessio on elektronien , atomiytimen ja atomien magneettisen momentin precessio (pyörtyminen kokonaisuutena) ulkoisen magneettikentän vektorin ympärillä .

Tämä vaikutus mahdollistaa useiden fysikaalisten ilmiöiden selittämisen, kuten diamagnetismin , polarisaatiotason magneettisen pyörimisen ja normaalin Zeeman-ilmiön [1] .

Määritelmä

Magneettiseen dipoliin kohdistettu magneettikenttä, jolla on magneettinen dipolimomentti, luo voimamomentin, joka on yhtä suuri kuin ${\vec {B)),$ ${\vec {\mu )),$

{\vec {\Gamma }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}=\gamma {\vec {J}}\times {\vec {B)),

missä × tarkoittaa ristituloa , on kulmaliikemäärä ja γ on gyromagneettinen suhde , joka on magneettisen momentin ja kulmamomentin välinen suhteellisuuskerroin . ${\vec {J}}$

Kun kyseessä on z -akselia pitkin suunnattu staattinen magneettikenttä , kulmamomenttivektori precessoi z -akselin ympäri kulmataajuudella , jota kutsutaan Larmor-taajuudeksi : ${\vec {B}}=B_{0}{\hat {z)),$ ${\vec {J}}$

\ \omega _{0}=\gamma B_{0}.

Precessio on kulmamomenttivektorin liikettä valitun akselin ympäri, joka on samanlainen kuin huipun pyöriminen.

Kaikki yllä oleva ei päde vain yleisen kulmamomenttivektorin osalta, vaan myös elektronin spin-kulmamomentin, elektronin kiertoradan kulmamomentin, ytimen spin -kulmamomentin ja atomin kokonaiskulmamomentin osalta. ${\vec {J)),$ ${\vec {S)),$ ${\vec {L)),$ ${\vec {I}}$ ${\vec {F}).$

Gyromagneettinen suhde on tärkein ero kaikkien edellä käsiteltyjen kulmamomenttien välillä, mutta seuraavan kaavan avulla voit yhdistää kaikki tyypit,

\gamma ={\frac {g\mu _{B}}{\hbar )),

missä g on g - tekijä , on Bohrin magnetoni ja Planckin vakio . Elektronin gyromagneettinen suhde on 2,8 MHz/gauss . $\mu _{B}$ $\hbar$

Vuonna 1935 L. D. Landau ja E. M. Lifshitz ennustivat teoksissaan Larmor-precession ferromagneettisen resonanssin olemassaolon , jonka Griffiths löysi kokeellisesti vuonna 1946.

Larmor-taajuus

Larmor-taajuus on magneettikentässä olevan magneettisen momentin precession kulmataajuus . Nimetty irlantilaisen fyysikon Joseph Larmorin mukaan . Larmorin taajuus riippuu magneettikentän induktiosta B ja gyromagneettisesta suhteesta γ :

f={\frac {\gamma }{2\pi }}\cdot \left|B\right|

tai

\omega =\gamma \cdot \left|B\right|.

Tässä tapauksessa kaava ottaa huomioon magneettikentän kohdassa, jossa hiukkanen sijaitsee. Tämä magneettikenttä koostuu ulkoisesta magneettikentästä B ext ja muista magneettikentistä, jotka syntyvät elektronikuoresta tai kemiallisesta ympäristöstä.

Vetyprotonin Larmor -taajuus magneettikentässä, jonka induktio on 1 Tesla , on 42 MHz , eli se on radiotaajuusalueella.

Kemiallinen muutos

Jos ydin, jossa on spin, on molekyylissä, niin sen tai muiden viereisten ytimien ympärillä liikkuvat elektronit luovat sen lähelle ylimääräisen magneettikentän, joka siirtää Larmorin taajuutta, koska tehollinen magneettikenttä (kutsutaan paikalliseksi ), jossa ydin sijaitsee, johtuu elektronien läsnäolomäärä eroaa käytetystä ulkoisesta magneettikentästä. Tätä muutosta on kutsuttu kemialliseksi muutokseksi .

Monien orgaanisten ja organoelementtiaineiden analysointiin käytetään ydinmagneettista resonanssimenetelmää , joka perustuu ytimien kemiallisten siirtymien mittaamiseen puolikokonaisluvun spinillä. Ydinmagneettiresonanssimenetelmällä saadaan tietoa molekyylien kemiallisesta rakenteesta, niiden tilarakenteesta ja molekyylidynamiikasta.

Kirjallisuus

Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: NMR-nimikkeistö. Ydinpyörityksen ominaisuudet ja kemiallisia siirtymiä koskevat yleissopimukset . Puhdas Apple. Chem. 2001 ( 73 ), 1795-1818.
wwwex.physik.uni-ulm.de (saksa)

Katso myös

Larmorin säde

Muistiinpanot

↑ Larmor-precessio . Suuri venäläinen tietosanakirja (2004). Haettu 26. elokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 26. elokuuta 2021. (määrätön)