Магнитное резонансное поглощение

Магнитное резонансное поглощение 3-6-1. ЭЛЕКТРОННЫЙ СПИНОВЫЙ РЕЗОНАНС [c.201]

Это соотношение является основным условием магнитного резонансного поглощения. [c.595]

Фиг. 72. Изменение с температурой второго момента линии протонного магнитного резонансного поглощения в монокристалле хлористого аммония.

Магнитный резонанс — это избирательное (резонансное) поглощение энергии переменного электромагнитного поля электронной или ядерной подсистемами вещества, находящегося в постоянном магнитном поле. Поглощение связано с квантовыми переходами между дискретными энергетическими уровнями, возникающими в этих подсистемах под действием постоянного магнитного поля. Ниже мы кратко рассмотрим два типа магнитных резонансов — электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). [c.351]

При малых энергиях существенную роль начинает играть также релеевское рассеяние на связанных электронах атомов, и при определенных условиях может проявиться резонансное поглощение энергии внешних электрического и магнитного полей. Резонансные процессы поглощения и рассеяния оказываются существенными лишь в очень узких (резонансных) областях энергий, положение которых в энергетическом спектре индивидуально для различных элементов. Энергия рентгеновского характеристического излучения при этом невелика. [c.171]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) — резонансное поглощение электромагнитной энергии в веществах, обусловленное магнетизмом ядер. Резонанс наблюдается в сильном постоянном магнитном поле, на которое накладывается более слабое радиочастотное магнитное поле. Ядра обладают определенным моментом количества движения У и магнитным моментом При взаимодействии с внешним постоянным магнитным полем магнитный мо- [c.180]

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — резонансное поглощение энергии радиочастотного поля в веществах, содержащих парамагнитные частицы, при наложении постоянного магнитного поля. Парамагнитный резонанс представляет собой совокупность явлений, связанных с квантовыми переходами, происходящими между энергетическими уровнями атомов или молекул под вли- [c.181]

Для наблюдения явления парамагнитного резонанса испытуемый образец вносят в ячейку с волноводом или объемным резонатором, помещенную между полюсами магнита. Источник переменного модулирующего напряжения вырабатывает пилообразное напряжение, которое подается в усилитель мощности и служит для питания катушки электромагнита или для модуляции СВЧ генератора. В контрольную ячейку помещается исследуемый образец и от источника вводится энергия СВЧ. Выходной сигнал этой ячейки поступает на прие.мник или болометрический детектор, мост, синхронный усилитель и гальванометр. Болометр включается в плечо моста, который балансируется нри бездефектном образце. Возникновение дефекта и связанного с ним резонансного поглощения приводит к разбалансу моста, сигнал с частотой модуляции усиливается синхронным усилителем и гальванометр фиксирует появление дефекта. В тех случаях, когда линии поглощения очень острые (например, когда полость дефекта заполняется некоторыми газами), применяется модуляция СВЧ источника, а выходной сигнал ячейки детектируется балансным смесителем СВЧ приемника, усиливается и после вторичного детектирования наблюдается на осциллографе. развертка которого производится пропорционально частоте СВЧ источника. Появление дефекта фиксируется по форме кривой на осциллографе. В этом случае можно использовать другой вид индикатора. Измеряя расстояние между пиками поглощения (по частоте или напряженности магнитного поля), можно судить о составе материала дефекта, а по ширине пика на определенном уровне контролировать его структуру. Резонансные частоты не зависят от размеров образца, поэтому результаты контроля свидетельствуют об эффектах, связанных только с материалом изделия или дефекта. [c.458]

Исследованы магнитные, резонансные, оптические и магнитооптические свойства кальций-висмут-ванадиевых гранатов, легированных ионами скандия. Установлено, что при введении в феррит граната до 0,14 мол. % ионов скандия намагниченность насыщения снижается примерно в 2 раза, а ширина полосы ферромагнитного резонанса практически не изменяется. Изучение оптических спектров кальций-ванадиевого граната позволило установить особенности поглощения в области Л=0,9 мк.и. Определены условия существования цилиндрических магнитных доменов в исследуемых гранатах. [c.232]

V — объем образца), р и Д J максимальны в невырожденных полупроводниках с малой эффективной массой носителей и малой концентрацией рассеивающих центров (ионизованных примесей) и возрастают нри понижении темп-ры. Из известных полупроводниковых материалов наибольшим обладает чистый 13Ь с проводимостью п-типа, охлажденный до гелиевой темп-ры. Фотосопротивление из 18Ь позволяет регистрировать очень слабое излучение( 10 1 вот при ширине полосы пропускания измерит, устройства А/ = 1 8ц). Спектральную область х-Ф. можно продлить в сторону высоких частот (о) > 1/т) за счет резонансного поглощения в магнитном поле [c.348]

ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС ЭЛЕКТРОННЫЙ — резонансное поглощение энергии радиочастотного магнитного поля частицами (молекулы атомы электроны, слабо связанные с атомами) с постоянным электронным магнитным моментом в постоянном магнитном поле (см. Электронный парамагнитный резонанс). [c.586]

Y/ — гиромагнитные отношения для электрона н ядра ( oj и СО2 должны совпадать с частотами процессии электронов и ядор в поле Н ). Тем самым в одном н том же парамагнитном образце могут быть одновременно реализованы два вида магнитного резонансного поглощения электромагнитной. энергии ЭПР (на частоте (Oj) и ЯМР (на частоте Mj). Поглощение в обоих этих резонансных эффектах тем интенсивнее, чем больше вероятность резонансных переходов, определяемая разностью населенностей уровней, между к-рымп происходят переходы. В равновесном случао и прп подчинении системы Больц.иана статистике распределение ядор по уровням описывается ф-лой [c.480]

Высокая степень точности измерения изменения энергии методом резонансного поглощения -у-лучей без отдачи позволяет использовать этот метод для обнаружения и изучения весьма тонких эффектов, апример для определения магнитных диполь-ных и электрических квадрупольных моментов возбужденных состояний ядер, для исследования влияния электронных оболочек на энергию ядерных уровней. В 1960 г. Паунд и Ребка использовали резонансное поглощение у-лучей без отдачи в Fe для измерения в лабораторных условиях гравитационного смещения частоты фотонов, предсказываемого в общей теории относительности Эйнштейна. Эффект удалось обнаружить при удалении источника от поглотителя (по высоте) всего на 21 м. [c.179]

В ферромагнетиках, в отличие от парамагнитных тел, между неспаренными электронами внутренних недостроенных оболочек имеет место сильное обменное взаимодействие, вызывающее упорядоченное расположение их СПИновых магнитных моментов и спонтанное намагничивание доменов до насыщения Это приводит к существенным особенностям в протекании резонансного поглощения высокочастотной энергии ферромагнетиками, которое называют ферромагнитным резонансом. Физическая суть его состоит е том, что под действием внешнего магнитного поля Нд, намагничивающего ферромагнетик до насыщения, полный магнитный момент образца М начинает прецессировать вокруг этого поля с ларморовой частотой ojl, зависящей от Яо (11.25). Если на такой образец наложить высокочастотное электромагнитное поле, перпендикулярное Яо, и изменять его частоту ш, то при ю = i. наступает резкое (резонансное) усиление поглощения энергии поля. Резонанс наблюдается на частотах порядка 20-Г-30 ГГц в полях 4- 10 -А/м (л 5000 Э). Поглощение при этом на несколько порядкоз выше, чем при парамагнитном резонансе, так как магнитная восприимчивость ферромагнетиков (а следовательно, и магнитный момент насыщения М) у них много выше, чем у парамагнетиков. Кроме того, так как в формировании эффективного магнитного поля в ферромагнетиках участвуют размагничивающий фактор и поле магнитной анизотропии, то частота ферромагнитного резонанса оказывается зависящей от формы образца.и,направления поля относительно осей легкого намагничивания. [c.306]

СПЕКТРОСКОПИЯ — совокупность методов исследования строения вещества, основанных на резонансном поглощении радиоволн РАЗМАГНИЧИВАНИЕ — уменьшение остаточной намагниченности ферромагне1ика после снятия внешнего магнитного поля РАЗМЯГЧЕНИЕ — переход вещества из твердого состояния в жидкое при повышении температуры РАЗРЯД (безэлектродный вызывается либо током смещения, либо является индукционным током, а разрядный промежуток изолирован от электродов высокочастотный происходит в газе под действием электрического поля 1азовый — процесс прохождения электрического тока через газ дуговой — самостоятельный газовый разряд с большой плотностью тока, при котором основную роль в ионизации играют электроны, возникающие вследствие термоэлектронной эмиссии с разогретого самим разрядом катода, а газ в столбе дуги находится в состоянии плазмы при сравнительно небольшом напряжении между электродами) [c.269]

Принцип работы. В наиб, распространённом К. м. частота перехода ы между выбранными подуровпями определяется по резонансному поглощению зл.-магн. излучения. Т. к. разность энергий Aff между магн. подуровнями в равновесном состоянии мала (Дй —Йсо, по частоте oj соответствует радиодианазону), то населённости этих уровней близки. Поэтому намерение AS затруднительно. Для достижения высокой чувствительности необходимо нарушить равновесное состояние систе мы путём маш. поляризации вещества, т. е. увеличить разность населённостей для выбранных подуровней. Существует неск. способов магн. поляризации вещества, напр, наложение сильного дополнит. магн. поля (я д е р н о-п рецесс ионный или и р о т о н н ы й К. м.) или воздействие на систему световым излучением резонансной частоты (К. м. с онтич. накачкой). В основе действия и тех и других лежит явление магнитного резонанса. [c.331]

Ряс. 5. Спектр резонансного поглощения нерасщеплённой линии 14,4 кэВ Ре в металлическом железе, обусловленный внутренним магнитным полем, действующим на ядро Ре в металле [c.105]

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС —резонансное поглощение эл.-магн. энергии ферромагнетиком, один из видов электронного магнитного резонанса в твёрдом теле. От электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) Ф. р. отличается тем, что поглощение энергии при Ф. р. на много порядков сильнее и условие резонанса (связь между резонансной частотой перем. поля и величиной пост. магн. поля) существенно зависит от формы образцов. Эти отличия вызваны тем, что Ф. р. является коллективным эффектом элементарные магн. моменты ферромагнетика сильно связаны и поглощение анергии происходит в результате взаимодействия перем. поля с суммарными магн. моментами макроскопич. объё.мов вещества. Поэтому описание Ф. р. возможно в рамках классич. макроскопич. теории. Термин Ф. р. иногда распространяют и на магн. резонанс в ферримагнетиках, поскольку теория Ф. р. применима к одному из типов колебаний намагниченности в ферримагнетиках. Однако резонанс в ферримагнетиках имеет ряд особенностей (см. Ферримагпитиый резонанс). Однородные колебания намагниченности, происходящие при Ф. р., могут рассматриваться как предельный случай элементарных возбуждений магн. системы ферромагнети-К 1—спиновых волн при волновом числе /f O. [c.306]

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС (ЭПР) — резонансное поглощение (излучение) эл.-магн. волн радиочастотного диапазона (10 —10 Гц) парамагнетиками, парамагнетизм к-рых обусловлен электронами. ЭПР—частный случай парамагн. резонанса и более общего явления — магнитного резонанса. Лежит в основе радио-спектроскопич. методов исследования вещества (см. Радиоспектроскопия). Имеет синоним—электронный спиновый резонанс (ЭСР), подчёркивающий важную роль в явлении спинов электронов. Открыт в 1944 Е. К. Завойским (СССР). В качестве парамагн. частиц (в случае конденсированных сред — парамагн. центров), определяющих парамагнетизм, могут выступать электроны, атомы, молекулы, комплексные соединения, дефекты кристалла, если они обладают отличным от нуля магнитным момец>пом. Источником возникновения магн. момента могут служить неспаренный спин или отличный от нуля суммарный сйин (момент кол-ва движения) электронов. [c.578]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)—резонансное поглощение эл.-магн. энергии в веществах, обусловленное ядерным парамагнетизмом, частный случай магнитного резонанса. ЯМР был открыт Ф. Блохом (F. Blo h) и Э. Парселлом (Э. Пёрселл, Е. Pur ell) (США) в 1946. ЯМР наблюдается в сильном пост. магн. поле Но при одноврем. воздействии на образец слабого радиочастотного магн. поля, перпендикулярного Hq. ЯМР обусловлен наличием у ядер спинов /, соответствующих им моментов кол-ва движения /=А/и магн. моментов [1, 2] [c.675]

Честь открытия ЭПР принадлежит советскому ученому Е. К. Завойскому, который в 1944 г. опубликовал первые резонансные кривые. Суть явления можно сформулировать следующим образом парамагнитный резонанс — резонансное поглощение радиочастотного поля веществом, содержащим парамагнитные частицы (молекулы, атомы, ионы, слабо связанные с атомом электроны, обладающие постоянным магнитным моментом), при наложении статического поля Нц [22, 23]. Из-за различия ориентаций магнитных моментов отдельных частиц по отношению к направлению поля Но основной энергетический уровень парамагнитных частиц расщепляется на ряд зеемановских подуровней. Воздействие осциллирующего магнитного поля вызывает переходы электронов между подуровнями, что приводит к появлению одной или нескольких линий резонансного поглощения. [c.179]

Пользуясь уже описанным ранее классическим приближением (см. раздел 1.1) при записи условия ферромагнитного резонанса (шрез = = уНо), следует иметь в виду большую (порядка 0,1 Т в ферромагнетиках) [29] спонтанную намагниченность, которая приводит к большому резонансному поглощению (в 10 больше, чем в парамагнетиках). Кроме того, магнитные взаимодействия между электронами, участвующими в спонтанном моменте, создают сильные внутренние поля магнитной анизотропии. Это означает, что эффективное поле, а следовательно, и частота резонанса будут зависеть от симметрии кристалла, формы образца, характера расположения во внешнем поле Но кристаллографических осей кристалла. Существование отдельных областей (доменов) с различными направлениями самопроизвольной намагниченности в объеме образца заставляет работать в условиях резонансного насыщения, когда внешнее поле разрушает доменную структуру и в первом приближении можно весь образец представить как однодоменную структуру с однородной намагниченностью. Строго говоря, только поверхности второго порядка (сфера, эллипсоид, бесконечный круговой цилиндр и т. п.) не вносят неоднородности в общую намагниченность образца. Внутреннее магнитное поле в ферромагнетике (кроме указанной кристаллографической магнитной анизотропии) зависит как от величины, так и от ориентации внешних и внутренних упругих напряжений. Пере- [c.182]

Электронный антиферромагнитный резонанс (ЗАФР) — электронный спиновой резонанс в антиферромагиетиках — явление избирательного резонансного поглощения энергии электромагнитных волн, наблюдаемое при частотах,, близких к собственным частотам прецёссйИ магнитных моментов магнитных подрешеток антиферромагнетика [29]. Понятие магнит- [c.182]

ЭПР основан на резонансном поглощении радиочастотного поля веществом, содерлсащим парамагнитные частицы (молекулы, атомы, ионы, слабо связанные с атомом электроны, обладающие постоянным магнитным моментом), при наложении статического поля Н . Квантовое, число спина электронов принимает значения т — 1/2. Переходы между этими уровнями возбуждаются переменным полем с частотой v согласно резонансному условию hv — ХвЯ , где g определяет вклады орбитального момента и спина Б магнитный момент. Для свободного электрона, не имеющего орбитального момента, g = 2,002322, а для свободного парамагнитного атома его величина определяется фактором Ланде. В общем случае g зависит от ориентации иона (или молекулы), содержащего неспаренный электрон, относительно Яц. Однако в случае идеал >ной кубической структуры (например, о. ц. к.) g не зависит от ориентации кристалла. [c.187]

Электронный антиферромагнитный резонанс (ЭАФР) — электронный резонанс в антиферро.магнетиках......явление избирательного резонансного поглощения энергии электромагнитных волн, наблюдаемые при частотах, близких к собственным частотам прецессии магнитных моментов магнитных подрешеток антиферромагнетика [13.21 ]. Особенность ЭАФР является введение понятия магнитная под р е ш е т к а для описания магнитной структуры кристалла, обладающего атомным магнитным порядком. При Яо = О прецессия магнитных моментов двух подрешеток /i, /а происходит во внутренних эффективных полях магнитной анизотропии Яа, направленных вдоль естественной оси антиферромагнетизма (рис. 3.9). Частоты резонанса для подрешеток зависят как от величины эффективного поля обменных сил (молекулярного поля Вейса) Н , так и от // , удерживающего вектора / , /jj вдоль оси г Для обычных в аитиферро-190 [c.190]

Как известно, оптически изотропная среда под действием магнитного поля приобретает свойство двойного лучепреломления по кругу для света, распространяющегося вдоль поля. Это значит, что если без магнитного поля среда поглощает свет на частоте Mq, то при наложении поля II у нее появляются две резонансные частоты поглощения о>о — еН12тс) для света с левой круговой поляризацией и (О9 -Ь (еН1 12тс) — для света с правой круговой поляризацией е, т — заряд и масса электрона, с — скорость света), причем показатель преломления в одном случае возрастает, а в другом — уменьшается по сравнению с показателем преломления среды, когда магнитное поле отсутствует. Измеряя разность резонансного поглощения света, поляризованного по правому и левому кругам, можно получить дополнительную информацию об электронных энергетических уровнях исследуемого вещества, помогающую в расшифровке спектров оптического поглощения. [c.32]

Для преодоления этих трудностей можно повернуть образец так, чтобы магнитное поле оказалось параллельным поверхности, образца (фиг, 29, б). При такой геометрии опыта, предложенной впервые Азбелем и Капером, электроны движутся по спирали, витки которой перпендикулярны магнитному полю, и при каждом обороте заходят в спин-слой толщиной б. Таким образом, если электрическое поле находится в фазе, будет иметь место резонансное поглощение энергии будут также наблюдаться гармоники с частотами, кратными сос- При такой геометрии опыта наблюдалось до 20 гармоник. Измерив циклотронную частоту, легко вычислить эффективную массу. И действительно, циклотронный [c.105]

Приведем еще один пример использования резонанса, связанный с клистроном, На основе резонанса можно определять собственные колебания молекул в веществе. Молекулы некоторых газов, молекулы с электрическим дипольным моментом, парамагнитные атомы и ионы во внешнем магнитном поле и т. п, имеют такой набор энергетических уровней, которому соответствуют собственные (резонансные) частоты, лежащие в СВЧ диапазоне. Если такая молекула или атом облучаются СВЧ электромагнитными колебаниями, частота которых и удовлетворяет условию Ьи — — (Л — постоянная Плайка, и Е — значения энергии на верхнем и нижнем уровнях), то может произойти резонансное поглощение. [c.111]

Радиоспектроскопические методы контроля основаны на использовании зависимости резонансных явлений в твердых, жидких и газообразных материалах от состава материала, его структуры и в ряде случаев от формы изделия. Поэтому по измерению частот резонансного поглощения, напряженностей магнитных полей и форл1Ы резонансной кривой можно обнаруживать скрытые пороки внутри объемов, в которых возбуждаются электромагнитные колебания. [c.456]

Суть эффекта Фарадея заключается в следующем. Если к диэлектрику приложить магнитное поле, то можно наблюдать явление вращения плоскости поляризации видимых световых лучей. Если к ферриту для области СВЧ приложить постоянное магнитное поле, то наблюдается явление вращения плоскости поляризации линейно поляризованной электромагнитной волны. Этот эффект и носит название эффекта Фарадея. Эффект Фарадея возникает в области частот, близких к частоте резонансного поглощения. В настоящее время проводятся исследования по применению этого эффекта. Он используется в СВЧ вентилях (схемных элементах с однонаправленной передачей), циркуляторах, фазовращателях, переключателях, модуляторах и др. Применяемые при этом ферриты представляют собой ферриты Ni и Mg. Кроме того, в последнее время исследуются также иттриево-железные гранаты (ЗУгОз-бЕегОз). [c.229]

В последнее время получил развитие физический подход к изучению магнитных потерь в поликристаллических ферритах [3—8]. В названных работах показано, что кривая резонансного поглощения ц"=ц"(//) для поликристаллических ферритов имеет форму, отличную от лоренцевой. В частности, величина уь" спадает по мере удаления поля от резонансного значения гораздо быстрее, чем следует из феноменологической теории [9]. Этот факт, подтвержденный экспериментально [3, 4, 6, 7], объясняется тем, что потери, обусловленные поликристалличностью (приводящей к неоднородности поля анизотропии и намагниченности в феррите), сказываются лишь в ограниченной области магнитных полей. Границы этой области, как показано в [8], определяются частотой переменного магнитного поля и свойствами феррита. Для плотных поликристаллических ферритов (плотность - 99% от теоретической) область сильного поглощения, лежащая в окрестности резонансного поля, равна примерно удвоенной величине ширины полосы ферромагнитного резонанса (ДЯ). Вне этой полосы л" резко падает и по порядку величины становится сравнимой с л" для монокристалла. [c.206]

Роль сильных взаимодействий в процессах Ф. м. ярко иллюстрируется резонапспьгм характером зависимости сечений процессов у Н N — N п от эпергии (рис. 2, а также рис. 10 в ст. Пи-мезоны). Причина такой зависимости — резонансные взаимодействия зт-мезона и нуклона в конечном состоянии. Первый ])езопапс в сечении этих процессов обусловлен магнитным дипольным поглощением Y-квaнтa с рождением мезона в состоянии 1=1, / = /з, Т = [c.351]

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗО-НАНС — резонансное поглощение энергии радиочастотного поля в веществах, содержащих парамагнитные частицы (молекулы, атомы, ионы, слабо связанные с атомами электроны, обладающие постоянным магн. моментом), при наложении статич. магнитного поля Н. Благодаря возможности различных ориентаций магн. момента по отношению к полю Я основной энергетич. уровень парамагнитных частиц расщепляется на ряд зеемановсвих подуровней (см. Зеемана явление), квантовые переходы между к-рыми под влиянием осциллирующего магн. поля вызывают появление одной или неск. линпй резонансного поглощения. [c.500]

МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС — избирательное (резонансное) поглощение энергии переменного электромагнитного поля веществом, находя1Цимся в постоянном магнитном поле. Резопаиспое поглощение изменяет соотношепие между числами спиновых магнит- [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...