Ядерные спины (453. 5. Магнитные дипольные моменты ядер

В обычных условиях в веществах, встречающихся в природе, атомные ядра не ориентированы. Для получения О, я. разработаны спец, методы, основанные на наличии у ядер магнитных дипольных и электрических квадрупольных моментов, ориентационно жёстко связанных с ядерными спинами. При наложении на ядра магн. поля Н взаимодействие поля с магн. моментом ядра р будет стремиться ориентировать р в направлении Н, т. е. поляризовать систему ядер. Если ядра находятся в неоднородном электрич. поле, то его взаимодействие с квадрупольным электрич. моментом ядра О будет приводить к выстраиванию ядерных спинов. Оба эти взаимодействия используются в статич. методах, когда ядерные спины находятся в тепловом равновесии с веществом образца. Если ср. энергия теплового движения превышает энергию взаимодействия ядерного момента с полем, то ориентирующее действие поля в значит, степени подавляется тепловым движением. В связи с малостью ядерных моментов значит, ориентацию ядерных спинов статич. методами удаётся получить лишь при очень низких темп-рах и в очень высоких полях. Так, при практически предельно достижимых 7 10 2 К и // 10 Тл поляризация и выст- [c.470]

Ядра со спином J или больше имеют отличный от нуля магнитный дипольный момент. Оператор Япз, являющийся частью оператора Ямз, обусловлен взаимодействием ядерного спинового магнитного момента с другими магнитными моментами молекулы, и его можно получить из выражения для Яез, приведенного выше ), путем замены электронных обозначений i и / на ядер- [c.99]

Хорошая модель должна, во-первых, объяснять свойства основных состояний ядер (спины, четности, магнитные дипольные и электрические квадрупольные моменты и т. д.), во-вторых, объяснять свойства возбужденных состояний и прежде всего спектр возбуждения ядра и, в-третьих, описывать динамические свойства ядра, например, вероятности испускания у Квантов отдельными возбужденными уровнями ядра. Ясно, что любая модель не может дать полного описания ядра. Поэтому в ядерной физике приходится использовать большое число моделей, приспособленных для описания того или иного круга явлений. [c.82]

До сих пор мы почти совсем не обращали внимания на магнитные взаимодействия ядерных спинов, с электронными токами и на их электростатические взаимодействия с электронными зарядами. Поскольку ядра обладают магнитными моментами, то они чувствительны к магнитным полям, создаваемым спинами и орбитальными токами электронов. Атомные ядра не обладают электрическими дипольными моментами по причинам, которые будут вскоре рассмотрены, и поэтому нечувствительны к неоднородным электрическим полям. Однако они могут обладать квадрупольными электрическими моментами, на которые существенно влияют неоднородные электрические поля (в частности, создаваемые электронными облаками), приводя к появлению заметных вращательных моментов. Связывая электронную систему с системой ядерных спинов, эти взаимодействия могут проявляться при изучении любой из упомянутых систем. [c.156]

ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС (ЯМР), избирательное поглощение эл.-магн. энергии в-вом, обусловленное ядерным парамагнетизмом. ЯМР — один из методов радиоспектроскопии, наблюдается, когда на исследуемый образец действуют взаимно перпендикулярные магн. поля сильное постоянное и слабое радиочастотное (10 —10 Гц). Являясь квант, эффектом, ЯМР, как и др. виды магнитного резонанса, допускает классич. объяснение нек-рых своих особенностей. Большинство ат. ядер имеют собств. момент количества движения где I — ядерный спин. Спин обусловливает дипольный магн. момент ядра [c.918]

Электрические и магнитные моменты ядер. В каждом из возможных состояний я. а. имеет определ. значения магн. дипольного момента и квадрупольного электрического момента (см. Квадрупольпрш момент ядра). Статич. магн. момент может быть отличен от О только в том случае, когда спин ядерного состояния / 0, а статич. квадруполь-ный момент может иметь ненулевое значение лишь при /> V2- Ядерное состоян с определ. чётностью не может иметь отличного от нуля электрич, дипольного момента ( 1), а также др. электрич. моментов ЕХ нечётной муль-типольности X и статич. магн. моментов MX чётной муль-типольности X. Существование ненулевого электрич. дипольного момента Е запрещено также инвариантностью относительно обращения времени (Г-инвариантность). Поскольку эффекты несохранения чётности и нарушения Г-инвариантности очень малы, то дипольные электрич. моменты ядер или равны О, или очень малы и пока недоступны для измерения. [c.687]

В случае ядерного С.-ф. в. связь упругих колебаний твёрдого тела с системой ядерных спинов может осуществляться посредством нескольких типов электрич. и магнитных взаимодействий, сила к-рых периодически модулируется акустич. колебаниями. Такими взаимодействиями являются магнитное диполь-дипольное между соседними спинами электрич. квадру-польное между квадрупольными моментами ядра и градиентом электрич. поля, создаваемым внешними по отношению к ядру зарядами сверхтонкое взаимодействие в ферромагнитных материалах взаимодействие ядерного магнитного момента со слабым радиочастотным магнитным полем, возникающим при распространении поперечной звуковой волны в металле, и др. Ядра со спином /> 4 могут обладать электрич. квадрупольным моментом, к-рый является мерой отклонения распределения заряда в ядре от сферич. формы. Акустич. колебания кристаллич. решётки вызывают периодич. изменения градиента внутрикристаллич. электрич. полей, к-рые, взаимодействуя с квадрупольным моментом ядра, осуществляют ядерное С.-ф. в. (т. н. динамич. ядерное квад- [c.335]

Рио. 3. Сходство между структурами разрешенных уровней энергии ядер, вращающихся в магнитном поле (слева), и одиночных атомов примеси в кристаллической решетке (справа) позволяет предсказать фотонное эхо. Как показывают схемы уровней, соответствующие рисункам, обе системы можно рассматривать как двухуровневые системы, способные возбуждаться под влиянием прямого резонансного взаимодействия. (Занятые состояния показаны цветными линиями, а незанятые — черными.) В случае протона, возбуждаемого вращающимся магнитным полем, энергетические состояния спин вверх и спин вниз связаны взаимодействием дипольного магнитного момента протона с внешними магнитными полями. В случае ионов примеси хрома в кристалле рубина, возбуждаемых циркулярно-поляризовапным светом, два из нескольких уровней энергии иона связаны взаимодействием электрического дипольного момента иона с вращающимся вектором электрического поля света. Электрический дипольный момент атома наводится вследствие поляризации распределенного электрического заряда —положительного у ядра и отрицательного у облака электронов. Эхо ядерных спинов регистрируется в виде электрического тока, фотонное эхо — в виде импульса света. [c.144]

Ядра многих атомов в основном состоянии имеют отличный от нуля спиновый момент количества движения 1ш (целый или полуцелый в единицах Л) и коллинеарный с ним дипольный магнитный момент д, = уЬ1. За немногими исключениями, порядок величины этих моментов лежит в пределах 10 —10 магнетонов Вора. Именно благодаря существованию таких моментов возникает ядерный магнетизм. Не пытаясь проводить подробную параллель мещду ядерным и электронным магнетизмом, можно отметить основное различие мещду ними. Из трех обычных ввдов магнетизма, а именно ферромагнетизма (или антиферромагнетизма), диамагнетизма и парамагнетизма, в ядерном магнетизме. представляет интерес только последний. Напомним, о ферромагнетизм может возникнуть, когда произведение температуры образца Т на постоянную Больцмана к (т. е. кТ) становится сравнимым с энергией взаимодействия между спинами. Сильное обменное взаимодействие электростатического происхождения, способствующее возникновению электронного ферромагнетизма, в случае ядерного магнетизма отсутствует. Вследствие малости величины ядерных моментов магнитное взаимодействие между ними таково, что для возникновения ядерного ферромагнетизма (или антиферромагнетизма) необходима температура порядка 10 °К и даже меньше. Это условие делает ядерный ферромагнетизм предметом исследований, находящихся еа пределами экспериментальных возможностей (по крайней мере в настоящее время). Ядерную аналогию электронного диамагнетизма, т. е. магнетизма, обусловленного ларморовской прецессией электронных зарядов во внешнем магнитном поле, нелегко себе представить. Разумно ожидать, что по крайней мере в обычном веществе ядерный диамагнетизм будет совершенно незначительным. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...