ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пискунов, В. И. Муромцев. К теории радиоспектроскопов электронного парамагнитного резонанса из "Проблемы физической химии Вып 3" Экспериментальное н теоретическое изучение взаимодействия ра -. ичных веществ с постоянными и переменными электрическими и магнитными полями, изучение корреляции механизма этого взаимодействия с физико-химическими свойствами вещества является одним из наиболее плодотворных методов дальнейшего уточнения и конкретизации наших знаний о свойствах различных веществ. Экспериментальное определение электромагнитных характеристик веществ в широком диапазоне частот и при разнообразных внешних условиях имеет большое научное и прикладное значение. Электрические и магнитные свойства веществ в постоянных электрических и магнитных полях характеризуются диэлектрической (г) и магнитной ( г) проницаемостью. [c.149] Благодаря интенсивному развитию техники сверхвысоких частот и настоящее время стало возможным измерение диэлектрической и маг-г.итной проницаемости в широком диапазоне длин волн. Точность и чувствительность таких измерений может быть весьма высокой. [c.149] В данной работе описывается один ил вариантов резонансного метода определения действительной части диэлектрической и магнитной проницаемости вещества. Сущность резонансно1 о метода определения диэлектрической и магнитной проницаемости заключается в измерении собственной частоты и добротности резонатора с исследуемым веществом и без него. [c.150] Различные видоизменения резонансного метода о личаются способом регистрации изменения собственной частоты резонатора с исследуемым веществом и без него, типом и способом включения резонатора, размерами и формой исследуемых образцов. Предлагаемый вариант резонансного метода измерения действитель юй части маг итной и ди электрической проницаемости в диапазоне СВЧ отличается от извес НЫХ методов способом регистрации собствен ой частоты резонатора. [c.150] Модуляционные схемы стабилизации частоты в настоящее время широко применяются при конструировании спектрометров электронного парамагнитного резонанса. [c.151] Данное онределение чувствительности не является универсальным. Критерий чувствительности, а также оптимальная конструкция прибора для измерения диэлектрической и магнитной проницаемости в значительной степени определяются поставленной задачей и диэлектрическими и магнитными свойствами исследуемых образцов. [c.151] Поскольку в резонансном методе диэлектрическая и магнитная тфоницаемости е/ и ц определяются по изменению собственной частоты резонатора с исследуемым образцом и без него, флуктуации собственной частоты резонатора должны иметь возможно меньшее значение. Если, например, требуется измерить величину е —1 с точностью до 10 , то стабильность собственной частоты резонатора должна быть не хуже 10 . Необходимость измерений с точностью до 10 предъявляет высокие требования к качеству рабочего резонатора. [c.151] Коэффициенты линейного расширения а для меди, латуни, серебра и инвара (из которых обычно делают резонаторы) составляют соответственно 1,7- 10-5 1,85-10-5 2,97-10-5 и 1 - 10- град . [c.151] представленная на рис. 1 и предназначенная для измерения диэлектрической и магнитной проницаемости, оказывается весьма полезной при изучении зависимости собственной частоты различных резонаторов от температуры. При измерениях зависимости собственной частоты латунных резонаторов от температуры было найдено, что собственная частота цилиндрического резонатора изменяется примерно на 200 кгц на градус, а собственная частота прямоугольного резонатора на 100 кгц на градус. Оба резонатора были настроены на частоту 9375 Мгц. Диаметр цилиндрического резонатора 43 мм размеры прямоугольного резонатора 10X23X44,7 мм. В цилиндрическом резонаторе возбуждалась волна типа Яоп, в прямоугольном — типа Я012. Измерения проводились в обычных лабораторных условиях при комнатных температурах. Полученные результаты показывают, что для достижения стабильности собственной частоты резонатора порядка 10 необходимо прежде всего устранить из.менения объема резонатора, обусловленные изменением температуры окружающей среды. [c.152] — парциальное давление водяных паров, мм рт. ст. [c.152] Диэлектрическая проницаемость воздуха в работе измерялась на частоте 9000 Мгц. Анализ соотношения (5) показывает, что собственная частота резонатора с воздушным заполнением можег существенно изменяться при небольших изменениях температуры и давления. Особенно сильное влияние иа частоту резонатора оказывает присутствие в резонаторе водяных паров. [c.152] Требования к стабильности резонаторов для достижения высокой чувствительности при измерении диэлектрической и магнитной проницаемости являются необходимыми, но далеко не достаточными. При идеальной стабильности собственной частоты резонатора чувствительность резонансного метода будет определяться точностью, с которой можно измерить изменение собственной частоты. Точность определения изменения собственной частоты резонатора в значительной степени определяется выбором метода регистрации. [c.152] представленная на рис. 1, первоначально предназначалась для автоподстройки частоты генератора по собственной частоте рабочего резонатора. При отклонении частоты генератора от собственной частоты резонатора в схеме автоматической подстройки частоты вырабатывается напряжение сигнала ошибки, которое подается на отражатель клистрона и уменьшает изменение частоты генератора. При этом напряжение ошибки на выходе синхронного детектора с достаточной точностью можно считать пропорциональным отклонению частоты генератора, которое могло бы быть в отсутствии схемы АПЧ. [c.153] В приборе для измерения диэлектрической и магнитной проницаемости изменение частоты генератора будет вызывать отклонение стрелки прибора на выходе схемы АПЧ (изменение напряжения сигнала ошибки АПЧ) и, соответственно, ограничивать чувствительность. [c.153] Вернуться к основной статье