Спин-спиновое взаимодействие

Несколько лет назад экспериментально было установлено существование и таких систем, у которых внутренняя энергия с ростом температуры асимптотически приближается к конечному граничному значению, так как каждый элемент системы лимитирован в своей максимально возможной энергии. Такими необычными системами являются совокупности ядерных спинов некоторых кристаллов, т. е. совокупности закрепленных в узлах решетки и взаимодействующих друг с другом ядерных магнитных моментов, когда их энергия взаимодействия с решеткой чрезвычайно мала по сравнению с энергией спин-спиновых взаимодействий . [c.25]

Большинство систем не удовлетворяет указанным выше требованиям, вследствие чего системы с отрицательными абсолютными температурами встречаются редко. Система ядерных спинов у некоторых кристаллов удовлетворяет этим условиям . Термодинамическое равновесие в такой системе устанавливается посредством ядерного спин-спинового взаимодействия. Этот спин-спиновой процесс установления термодинамического равновесия характеризуется временем релаксации Т2, которое имеет порядок 10 с. Взаимодействие спиновой системы с решеткой характеризуется временем релаксации Xj, которое составляет многие минуты, т. е. значительно больше I2. В термодинамике спиновых систем взаимодействие с решеткой соответствует утечке теплоты сквозь стенки системы. Значительное различие времен Ti и Т2 приводит к тому, что система спинов по достижении внутреннего термодинамического равновесия еще относительно большое время остается в практической изоляции от решетки. В течение этого времени можно говорить о термодинамически равновесной спиновой системе. [c.140]

Настоящая задача основана на интересном опыте [17]. Предположим, что ядерное спин-спиновое взаимодействие в кристалле LiF соответствует эффективному полю H s = 30 э. Предположим также, что кристалл помещают в поле, равное 100 э, при температуре 5°К. Кроме того, предположим, что за время, малое по сравнению со временем спин-спиновой релаксации, происходит неадиабатическое изменение поля до —100 э. Тогда спин-спиновая температура ядер Tss останется равной 5 °К, но зеемановская температура ядер будет равной — 5 °К. [c.54]

Поскольку эффективное магнитное поле почти равно Я(g)., энергия системы ядерных моментов в значительной мере определяется значением Н(д).. Спин-спиновое взаимодействие вносит лишь пренебрежимо малый вклад, так что [c.154]

В чем же состоит неопределенность механического состояния, которая позволяет применить термодинамическое описание Очевидно, если бы заданных спинов были параллельны направлению поля, то ситуация была бы вполне определенной и, следовательно, энтропия была бы равна нулю. Однако такая первоначальная ситуация не будет сохраняться неизменной. Поэтому мы предположим, что спин-спиновое взаимодействие, хотя его вклад в полную энергию пренебрежимо мал, тем не менее приводит систему в состояние статистического равновесия, в котором я, параллельных и щ антипараллельных спинов распределены по случайному закону в узлах решетки всеми возможными [c.212]

Сверхтонкое взаимодействие различных ядер может накладываться, давая сложные мультиплеты в некоторых случаях в спектре присутствуют сотни линий. Влияние ядерных квадрупольных моментов (снимающих спин-спиновое взаимодействие в спектрах ЯМР) в случае ЭПР выражено слабее, и даже ядра с большим значением спина дают в спектрах ЭПР заметное расщепление. Постоянная сверхтонкого взаимодействия (СТВ) изменяется в зависимости от спиновой плотности неспаренного электрона на рассматриваемом ядре. Относительная величина постоянных СТВ с различными ядрами определяется их относительным гиромагнитным отношением. [c.105]

Обменное взаимодействие играет основную роль в относительной ориентации спинов, но не определяет направления суммарного спина относительно кристаллографических осей кристалла. Это вырождение по направлениям частично снимается спин-орбитальным взаимодействием. Орбитальное движение электронов связано с кристаллографическими направлениями в кристалле и приводит к появлению аффективного магнитного поля — поля анизотропии (<- 10 —10 э). В результате в кристалле появляется одно или несколько направлений легкого намагничения, вдоль которых преимуш,ественно ориентируется суммарный спин электронов. Энергия взаимодействия магнитного момента спина с полем анизотропии по порядку величины равна энергии спин-спинового взаимодействия, т. е. lO " —10 эрг. [c.104]

Спин-спиновое взаимодействие 104 [c.638]

Большие концентрации ядер и малые расстояния меладу ядерными спинами в веществе приводят как следствие к существованию относительно. сильных спин-спиновых взаимодействий. Особенно важными они оказываются в твердых телах, в жидкостях их эффективность значительно меньше, как будет подробно показано ниже,.за счет быстрого относительного движения ядер. [c.21]

Очевидно, что карбонизуемое углеводородное сырье - открытая неравновесная система. Накачка тепловой энергии дает все основания для деструкции углеводородов и их полного удаления из системы в виде летучих фракций. В конце концов должен произойти полный переход нефтяной дисперсной системы в газообразное состояние. Однако в действительности наблюдается совсем иное - по прошествии определенного времени термолиз заканчивается образованием твердого продукта - нефтяного кокса. Все дело в том, что вводимая в процессе термолиза тепловая энергия диссипирует в виде образования асфальтеновых парамагнитных молекул. Асфальтеновые молекулы характеризуются наличием нескомпенсированных атомных магнитных моментов. Они обладают большим потенциалом парного взаимодействия и имеют сильную тенденцию к самоассоциации. Возникают силы спин-спинового взаимодействия нейтральнььх свободных радикалов, превышающие по величине силы теплового отталкивания, которые и удерживают нефтяную систему от полного испарения. В процессе формирования структуры [c.156]

Большинство систем не удовлетЬоряет указанным выше требованиям, вследствие чего системы с отрицательными абсолютными температурами встречаются редко. Система ядерных спинов у некоторых кристаллов удовлетворяет этим условиям. Термодинамическое равновесие в такой системе устанавливается посредством ядерного спин-спинового взаимодействия. Этот спин-спиновой процесс установления термодинамического равновесия характеризуется временем релаксации тг, которое имеет порядок 10- с. Взаимо- [c.116]

Хорошо известно, что систематика уровней энергии и спектров многоэлектронных атомов строится на основе учета в модели самосогласованного (эффективного центрально-симметричного) поля атома дополнительных возмущений от нецентрального электростатического и релятивистских (спин-орбитального и спин-спинового) взаимодействий электронов. В нерелятивистском приближении при учете только электростатических взаимодействий энергетические уровни атома характеризуются значениями полного орбитального (L) и спинового (S) моментов электронов и вырожде- [c.838]

ВЕРОЯТНОСТЬ термодинамическая характеризуется чис-ло 1 способов, которыми может быть реализовано данное состояние системы ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ [—воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению их движения ближнего порядка — взаимодействие между соседними частицами, составляющими вещество гравитационное — взаимодействие между любыми телами, выражающееся в их взаимном притяжении с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними дальнего порядка — взаимодействие между далекими частицами, составляющими вещество звеньями полимерной молекулы при случайном сближении их в процессе теплового движения) обменное — специфическое взаимное влияние одинаковых частиц, входящих в состав квантовой системы, связанное со свойствами симметрии волновой функции системы относительно перестановки координат частиц, а также приводящих к согласованному движению частиц и изменению энергии системы пондемоторное токов — механическое взаимодействие электрических токов посредством создаваемых ими магнитных полей снин-орбитальное — взаимодействие частиц, входящих в состав квантовой системы, зависящее от велггчины и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов импульса, а также приводящих к тонкой структуре уровней энергии системы сннн-решеточ-ное — взаимодействие орбитального магнитного момента атома с кристаллическим полем спин-спиновое — взаимодействие частиц, входящих в состав квантовой системы, обусловленное наличием у частиц собственных магнитных моментов, а также приводящих к сверхтонкой структуре уровней энергии системы электромагнитное — взаимодействие частиц, обладающих электрическим зарядом или магнитным моментом, осуществляемое посредством электромагнитного поля] [c.226]

Для описания магн. свойств ферми-жидкости необходимо рассматривать ф-ции распределения частиц, зависящие от проекции их снинов на направление магн. поля. При этом ф-ция взаимодействия / является матрп-цей по спиновым индексам взаимодействующих частиц, к-рую в пренебрежении слабыми релятивистскими (спин-орбитальным и спин-спиновым) взаимодействиями можно занисать в виде [c.270]

В вырожденных электронных состояниях важное значение имеют взаимодействия электронного спина с ядерными спинами, энергия к-рых в больше энергии чисто ядерных спин-спиновых взаимодействий, где ge л g — электронный и ядерный g -фак-торы, Цв — магнетон Бора, рд — ядерный магнетон. Электрон-ядерные спин-спиновые взаимодействия бывают двух видов 1) классич. диполь-дипольное взаимодействие (анизотропное), энергия к-рого в общем случае произвольной М. определяется тензором второго ранга с 9 компонентами 2) не имеющее классич. аналога изотропное контактное взаимодействие Ферми aSI, обусловленное наличием электронной спиновой плотности в месте расположения ядра. В отличие от анизотропного спин-спинового взаимодействия контактное взаимодействие имеет место только в состояниях с Л = о, аналогичных -состояниям атомов, т. к. только атомные s-орбитали создают спиновую плотность в мосте расположения ядра. Константы обоих видов взаимодействий зависят от электронной плотности М. и дают ценную информацию об электронных волновых ф-циях М. [c.190]

Весьма многообразны причины уширения радиочастотных линий электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), ядерного магнитного резонанса (ЯМ ) и ядерного квад-рупольного резонанса (ЯКР). Наиб, значит, влияние на их форму и ширину оказывают спин-решёточное взаимодействие, спин-спиновое взаимодействие, неоднородность маги, поля и исследуемого объекта. К уширению наблюда- [c.263]

Большинство структурных задач, исследуемых методом ЯМР, нуждается в построении модели решетки соединения [13]. Поэтому остановимся на влиянии спин-спинового взаимодействия как следствии данного расположения ионов решетки. Статическая компонента локального магнитного поля диполя /, обладающего моментом ц, на расстоянии П (рис. 9.1) записывается в виде л(3соз 0г -— —где 0,- — угол между гцпНо- Длина вектора магнитного момента ядра уН[1(1+ + тогда величина локального поля [c.174]

Следует выделить случай, когда зеемановское расщепление энергетических уровней намного больше энергии спин-спинового взаимодействия. Возникает перекрестная релаксация (кроссрелаксация), заключающаяся в обмене зеемановской энергией между двумя или более парамагнитными частицами. Время кроссрелаксации Гг связано с Г[ и Гг следующим образом Т аТ гСЛ . [c.180]

При изменении размера цикла основания происходит соответствующее изменение характера гибридизации орбит внешней электронной оболочки атомов, входящих в состав кольца молекулы. Этот вопрос теоретически рассмотрен для углеводородных циклов Кроме того, имеются данные о гибридизации экзо-орбит С—Н этих циклов, вычисленные на основе измерений констант спин-спинового взаимодействия ядер и Н [ ]. Можно предположить, что гибридизация орбит неподеленной пары электронов гетероатома циклической системы близка к гибриди- [c.342]

Этот эффект объясняется смешиванием состояний с различными спинами. Хриплетные одночастичные состояния и синглетные двухчастичные со стояния смешиваются обменной частью остаточного электрон электронного взаимодействия, которое не включается в самосогласованный потенциал. Ве роятно, спин орбитальное и спин спиновое взаимодействия не существенны. [c.155]

В состояниях 2 каждый врахцательный уровень, кроме уровня с N О, расщеплен на три компоненты 1, Р и Р , которым соответствуют J --= N Н, N — Формулы для уровней в этом случае несколько сложнее, чем в случае состояний 2, из-за наличия спин-спинового взаимодействия, накладывающегося на взаимодействие спина с вращением. Согласно Шлэппу [1103], имеем [c.76]

В триплетных состояниях при учете спин-спинового взаимодействия появляется дополнительный член. Для компонент уровней (Гендерсон [493] и Райнес [1059]) имеем [c.91]

От ориентации спинов зависит также непосредственное взаимодействие магнитных моментов электронов. Взаимодействие спиновых магнитных моментов электронов называется спин-спиновым взаимодействием, а взаимодействие спинового магнитного момента с магнитным моментом орбитального движения электрона называется спин-орбитальньш. Оба эти взаимодействия пропорциональны произведению магнитных моментов и обратно пропорциональны куб Грасстояния между ними. В кристалле это взаимодействие по порядку величины равно 0 эрг для ближайших атомов. Таким образом, спин-спиновое и спин-орбитальное взаимодействия значительно слабее обменного. [c.104]

Пренебрегая спин-спиновым взаимодействием по сравнению с обменным, запишем гайзенберговский (спиновый) гамильтониан кристалла, находящегося в слабом внешнем однородном магнитном поле В= 0, О, В , в виде [c.105]

Таким образом, обменное взаимодействие формально задается оператором (38.2), как будто оно является спин-спиновым взаимодействием. Так как обменное взаимодействие между ближайшими соседями сильно преобладает, то обычно ограничиваются этими членами, т. е., суммиоуя по j, берут только члены, которые построены с Rj —Rj + Ra, где является вектором от i-ro иона [c.161]

В этом можно убедиться из следующих общих соображений. Из статистической механики хорошо известно, что если данная энергия Е рас-пределена между N идентичными системами, имеющими индивидуальные энергетические уровни, то наиболее вероятным распределением населенностей среди этих уровней будет распределение Больцмана. Чтобы достигнуть этого распределения, начиная с любого другого начального распределения, требуется механизм взаимодействия, с помощью которого энергия могла бы передаваться от одной индивидуальной системы к другой, а населенности изменятся при постоянстве общей энергии Е N систем. Именно это имеет место благодаря эквхщистантности уровней индивидуальных спинов и спин-спиновым взаимодействиям через одновременные противоположные переворачивания двух спинов. [c.139]

Для экспериментальной демонстрации роли спин-спиновых взаимодействий в установлении спиновой температуры необходимо сначала создать распределение, отличное от больцмановского. Вообще говоря, его нельзя получить частичным насыщением при помощи радиочастотного поля, поэтому используется воздействие на ядра с квадрупольными моментами в кубической решетке ультразвуковой волной двойной ларморовской частоты. Эксперимент [1 ] был выполнен на ядрах Na и СР в монокристалле КаС1. Вероятность перехода А, индуцированного ультразвуковой волной, может быть сделана настолько большой, что это приведет к насыщению резонанса Ат = 2 за время, малое по сравнению с временем спин-решеточной релаксации. Населенности четырех уровней от 1 = — /г до = 2 ядерного спина I — перед ультразвуковым облучением равны соответственно 1/4(1 3е), /4(1—е), 4(1+е), /4 (1+Зе), где в—уКНо12кТ, что приводит к следующему значению намагниченности (на адро) [c.139]

Смотреть страницы где упоминается термин Спин-спиновое взаимодействие : [c.152] [c.388] [c.304] [c.335] [c.190] [c.62] [c.633] [c.579] [c.676] [c.174] [c.99] [c.231] [c.154] [c.105] [c.566] [c.305] [c.306] [c.414] [c.505] [c.538] [c.140] [c.140] [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...