ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие спина со средой. Спин-решеточная релак из "ЭПР Свободных радикалов в радиационной химии" Частота кванта, требуемого для этого перехода, строго определяется равенством (1.10), т. е. поглощение энергии — резонансное. Явление поглощения электромагнитных волн парамагнитным веществом в постоянном магнитном поле было открыто Е. К. Завойским и получило название электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [3-8]. [c.15] Из рис. 1.1 видно, что переход, соответствующий ЭПР, происходит при переориентации спинового магнитного момента электрона в постоянном магнитном поле. Отсюда следует, что основным условием ЭПР-поглощения является отличие от нуля спинового магнитного момента частицы в основном состоянии. К таким частицам относятся ионы переходных элементов с частично заполненными внутренними оболочками и некоторые отрицательные ионы, некоторые стабильные молекулы (N0, СЮ2), атомы, свободные радикалы,, молекулярные ионы, электроны или положительные заряды, захваченные средой. Большинство из этих частиц образуется под действием ионизирующих излучений. [c.15] На рис. 1.2, б показана картина ЭПР-поглощения изменени измеряемой мощности электромагнитного излучения, проходящего через парамагнитное вещество, в зависимости от напряженности постоянного магнитного поля. Резонансное поглощение характеризуется резким спадом выходной мощности в точке Н = Hp ,. Напряженность магнитного поля Ярез может быть найдена по формуле (1.10). [c.15] Спектр ЭПР характеризуется следующими параметрами интенсивностью линии поглощения, шириной и формой линии, величиной -фактора, сверхтонкой структурой (СТС). По этим параметрам можно определить характер взаимодействия неспаренного электрона и отсюда природу и строение парамагнитных частиц. При идентификации парамагнитной частицы наиболее важной характеристикой является СТС спектра ЭПР. [c.16] Кроме этих параметров в ЭПР-спектроскопии важны и другие характеристики процесса резонансного поглощения энергии, которые будут рассмотрены далее. [c.16] ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СПИНА СО СРЕДОЙ. [c.16] Если из парамагнитных частиц половина находится на верхнем, а половина на нижнем уровне, то поглощенная мощность СВЧ будет равна нулю, т. е. для регистрации сигнала ЭПР необходимо, чтобы число электронов на зеемановских уровнях (заселенность уровней) было различным. [c.17] Если вероятность езызлучательного перехода с верхнего уровня на нижний равна РГ(+) и в начальный момент все электроны находятся на Еерхнем уровне, то с течением времени вся система будет стремиться к равновесию, описываемому экспоненциальным законом. Передача избыточной энергии электронов колебаниям решетки с установлением равновесия называют спин-решеточной релаксацией и характеризуют временем спин-решеточной релаксации — 1/И (+). [c.17] Спин-решеточная релаксация влияет не только на заселенность уровней. После того как установилась равновесная заселенность, обмен энергией между спин-системой и решеткой не прекращается, а устанавливается динамическое равновесие. [c.19] Обычно сигнал поглощения регистрируют, изменяя напряженность внешнего магнитного поля вблизи точки Я = Ярез- Для двух разных значений этот сигнал показан на рис. 1.4. Сигнал можно математически представить в виде некоторой функции, называемой функцией формы линии ее обычно обозначают через / (Я — Ярез) или g (ю — uo), где (U0 — резонансная частота. Функция формы линии нормирована, т. е. fg (со — (Оо) d o = 1. [c.19] В таком виде обе функции нормированы, а амплитуды их равны Т /п и соответственно. [c.20] Вернуться к основной статье