Намагниченность поперечная

Поперечные компоненты Р и Ру представляют собой компоненты вращения прецессирующего вектора намагниченности Рщ-Выше мы видели, что локальные нарушения магнитного поля заставляют отдельные прецессирующие диполи получать фазы, отличающиеся друг от друга на время порядка времени спин-спиновой релаксации Т . При отсутствии радиочастотного магнитного поля любая фазовая когерентность диполей будет нарушена в течение времени порядка Tj, сводя, таким образом, Р и Ру к нулю. Поэтому Блох предложил для простоты, что приближение к нулю происходит экспоненциально с характеристическим временем T a, т. е. [c.374]

Здесь Rz(Ф) отражает ларморову прецессию на угол ф = ОТ за время между импульсами. Этот угол не следует путать с углом <р, который используется для обозначения фазы РЧ-поля и намагниченности. Поперечная и продольная релаксации описываются exp(-R/) [выражение (4.2.2)]. Приравняв М(Т) = М(0 ), находим [c.161]

Введем теперь релаксацию компонент намагниченности — поперечных с временем и продольной с временем Т. Тогда получим уравнения Блоха [c.275]

В рассмотрении явления ЯМР в рамках классической теории мы выяснили, что в дополнение к продольной намагниченности имеется намагниченность в плоскости х, у, которая обычно называется поперечной нли х, у-намагниченностью. Поэтому целесообразно ввести так называемое время поперечной релаксации Т2, это особенно важно, поскольку временная зависимость Мх,у отличается от временной зависимости Мг- Время Г2 называют также временем спин-спиновой релаксации в соответствии с тем, что механизмом поперечной релаксации является обмен энергией между индивидуальными спинами (см. ниже). Другое основание для введения понятия Т2 вытекает из рассмотрения ширины линии сигнала ЯМР. Как было отмечено выше, продольная релаксация обычно дает вклад менее 0,1 Гц. Тем не менее наблюдаемые ширины линий больше 0,1 Гц, а в случае твердых тел могут достигать нескольких килогерц. Поэтому удобно ввести другое характеристическое время Т2, меньшее Т, для описания этой ситуации. [c.238]

При выключении переменного поля Н, для которого характерна частота V, устанавливается некоторая равновесная намагниченность, перпендикулярная постоянному полю Но. Постоянную времени Т2, характеризующую спад поперечной намагниченности после выключения поля Я1, называют поперечным временем релаксации. По порядку значения она равна или [c.271]

Спин-спиновая релаксация связана с поперечными компонентами ядерной намагниченности, а спин-решеточная релаксация отражает спад ядерной намагниченности вдоль оси 2. Величина T- связана с шириной лоренцовой линии выражением [c.65]

При достаточно большой величине одноосных растягивающих напряжений уменьшение объема поперечно намагниченных доменов может происходить и в пластически деформированных участках 1фисталла (рисунок 2.2.2). Этот процесс наведения дополнительной одноосной магнитной анизотропии, нивелирующий локальное рассеяние магшггной текстуры в пластически деформированном участке ферромагнетика, подавляет мозаичную доменную структуру в правом наиболее напряженном участке, переходную к ней структуру комплексов 90° замьпсающих доменов, а также упрощает вид междоменных границ (рисунок 2.2.2, а, б). Количество основных полосовых доменов при этом увеличивается за счет роста 180° клиновидных областей (рисунок 2.2.2, б, в). При этом уменьшение ширины доменов О, отражающее рост пропгяженности 180° доменных границ, связано с величиной действующих упругих напряжений следующим соотношением [c.60]

Так как T a входит в уравнения, определяющие временную зависимость поперечных компонентов намагниченности Р и Ру, Блох назвал поперечным временем релаксации. Нетрудно видеть, что Ti, и Т , эквивалентны. Однако эта эквивалентность не всегда имеет место, ибо понятия времен продольной и поперечной релаксаций могут быть введены всегда, о временах же и Та имеет смысл говорить, если > Та [9, 10]. [c.374]

Имея это в виду, я начинаю с объяснения меченых частот, которые являются основой двумерных ЯМР-экспериментов. До конца это можно осознать с привлечением понятия макроскопической намагниченности. В дальнейшем я попрошу вас принять как факт, без перепроверки, интересный результат, проявляющийся при действии второго радиочастотного импульса иа систему, которая к этому моменту уже имеет определенную величину поперечной намагниченности. Это даст нам возможность непосредственно приступить к рассмотрению прикладных аспектов, В гл. 6 мы уже сталкивались с частными проявлениями этого явления, поэтому нам не составит большого труда сделать здесь некоторое обобщение. Несколько позже мы опять вернемся к вопросу [c.260]

Результатом его являются хорошо известные уравнения Блоха. Их вывод приводится в приложении (гл. XI), поскольку детальное рассмотрение в основном тексте противоречило бы нашему принципу нематематического изложения. Как результат этой полной теории мы приведем только следующее количественное выражение для поперечной намагниченности Му, которое соответствует сигналу поглощения [c.233]

Аналогичные соотношения получены для Мх й соответственно для Му и Мх в неподвижной системе координат. Уравнения Блоха позволяют, таким образом, рассчитывать компоненты поперечной намагниченности как функцию разности частот юо — (о, амплитуды поля В, равновесной намагниченности Мо и двух времен релаксации h и Т2 (которые будут рассмотрены в разд. 3). Иначе говоря, используя уравнения Блоха, можно получить форму линии резонансного сигнала, как это показано на рис. VII. 7. [c.233]

Рис. VII. 9. Движение поперечной намагниченности во вращающейся системе координат как функция амплитуды поля 1 ситуация с1 соответствует полному насыщению.

Длинные времена релаксации Т и большие амплитуды ВЧ-поля уменьшают, следовательно, интенсивность сигнала, т. е. насыщают резонансную линию. По аналогии с рис. VII. 7 на рис. VII. 9 показано изменение поперечной намагниченности в случае наложения более сильного поля В. Вместо окружности вектор Мх, / описывает эллипс, короткая ось которого совпадает с осью у. Диаграмма также показывает, что для кривой дисперсии, записанной для йМх/Ш, не ожидается никакого эффекта насыщения, однако ширина линии очень сильно возрастает. Более короткие времена релаксации, с другой стороны, уширяют резонансные линии. Это является результатом уменьшения времени жизни ядер в возбужденном состоянии, что приводит к неопределенности в значении разности энергий. Согласно принципу неопределенности, [c.236]

Время Гг, характеризующее передачу энергии между связанными частицами, называют временем сиин-сииновой релаксации. Поскольку относительные фазы ядер изменяются за время (А ) , то для снинового обмена требуется интервал времени такого же порядка. Этот процесс вызывает дальнейшее уширение резонансной линии на величину Ядок- Время спин-сииновой релаксации можно определить так же, как время фазовой памяти состояния ядерного сиина. Время 7г называют также временем поперечной релаксации, поскольку оно характеризует степень уменьшения поперечных компонент вектора намагниченности. [c.256]

Наиболее наглядно влияние упругих напряжений на магнитную доменную структуру многоосных ферромагнетиков с различной кристаллографической ориентацией поверхности видно на магнитотрехосных кристаллитах железокремнистых сталей, обладающих положительной магни-тостриктщей [87]. Одноосные упругие деформации приводят к существенной перестройке типа магнитной структуры (переход от 90 к 180°), изменяют размеры отдельных доменов и вид междоменных фаниц. Поскольку материал имеет положительную магнитострикцию, действие продольных упругих растяжений в кристалле Ре — 3 % 81 типа (100) приводит к уменьшению объемов всех доменов с поперечной (относительно (Зо) ориентацией намагниченности (рисунок 2.2.1, домены А, В, С и В). [c.59]

Явление импульсного ЯМР [1] состоит в изменении суммарной ядерной намагннченностн образца, помещенного одновременно в однородное постоянное магнитное поле и импульсное радиочастотное магнитное поле соответствующей частоты. Пре-цесспрующий вектор макроскопичсскоп ядерной намагниченности индуцирует в приемной катушке переменное напряжение, которое пропорционально концентрации исследуемых ядер н является функцией продольного времени (спин-решеточной) релаксации Ti и поперечного времени (спин-спиновой) релаксации T a. Из параметров сигнала ЯМР можно установить а) вид ядер — из напряженности магнитного поля и резонансной частоты б) число ядер, дающих вклад в резонанс,— из амплитуды сигнала в) связь между ядрами и их окружением и молекулярную подвижность — пз времен релаксации. [c.100]

При наложении переменного поля Я], для которого характерна частота v, возникает некоторая намагниченность, перпендикулярная постоянному полю Яо. Скорость установления этой намагниченности характеризуется поперечным временем релаксации хг, которое по порядку величины равно (уАЯ1/2) или (уАЯ ) . Следовательно, Хг (называемое также спин-спиновым временем релаксации), как и ширина линии, определяется магнитным дипольным взаимодействием ядерных спинов. При сильном сужении линии ЯМР полимеров (при высоких температурах) Тг стремится к Ть [c.216]

Рост компонента М , параллельного Но, определяется продольным временем релаксации Ть Убывание вращающегося компонента 1Аху, перпендикулярного Но, определяется поперечным временем релаксации Т2 и неоднородностью постоянного магнитного поля ДНо в объеме образца. Если расположить ось приемной катушки, содержащей образец, перпендикулярно Но, то вращающийся компонент Мосу наводит в ней э.д.с., спадающую во времени по экспоненциальному закону с характеристическим временем 1/т2 = у АЯоЧ-+ 1М- Огибающая этого процесса наблюдается на экране осциллографа, временная развертка которого запускается одновременно с началом импульса. Начальная амплитуда будет максимальной при отклонении вектора ядерной намагниченности за время действия импульса на 90° от направления поля. Этот способ пригоден для измерения только достаточно коротких времен Тг (т. е. [c.220]

Первоначальный 90°-пый импульс ипвертнрует вектор намагниченности М в плоскость ху, а затем в интервалы времени т, Зт, 5т,. .., и т. д. следует серия 180°-пых импульсов. В результате действия каждого из них в моменты 2т, 4т, 6т,. .. и т. д. возникает сигнал спин—эхо. Так как в системе происходит процесс поперечной релаксации со временем Га, наблюдается последовательное уменьшение интенсивности этих сигналов, что позволяет измерить время Т . [c.97]

При дальнейшем возрастании магнитного поля генератора (при со = onst) магнитные частицы увеличивают частоты своей прецессии и выходят из фазы с вектором вращающегося поля. Поперечная и продольная релаксации возвращают намагниченность в направлениях х, у н z к равновесным значениям. По мере уменьшения намагниченности по оси у под действием поперечной релаксации сигнал в приемнике исчезает. [c.373]

Второй и наиболее важный для нас аспект состоит в том, что изучение процессов релаксации необходимо для построения эксперн-ме1гга ЯМР. Очевидность этого станет понятна, если вспомнить, что даже в простой одноимпульсной схеме то, что мы регистрируем под названием спада свободной индукции, как раз и представляет собой происходящий посредством процессов релаксации спад намагниченности. С практической точки зрения информация о временах релаксации нужна нам для достижения максимальной чувствительности, за которую приходится бороться даже на лучших современных спектрометрах. Обсуждаемая далее концепция поперечной релаксации привела к появле- [c.129]

Рис. 4.32. Поперечная релаксакия. Различные изохроматы, составляюшие объемную намагниченность, постепенно превращаются в лопасть пропеллера (сверху) в результате мы регистрируем экспоненциальный спад намагниченности

Все процессы, сопровождающиеся потерей поперечной намагиичен-иости, включая и ее возвращение на ось г, дают вклад в величину Т2. Таким образом, при отсутствии всех механизмов поперечной релаксации Т2 должна быть равной поскольку переход намагниченности на ось г будет, очевидно, сопровождаться ее уходом из плоскости х — у. При нормально настроенной однородности поля такая ситуация довольно часто встречается в жидкости, поэтому огибающая ССИ будет иметь вид экспоненты с константой Т . В твердых телах, напротив, каким бы однородным ни было поле, константа Т2 будет очень малой по причине различия локальных магнитных полей вследствие неоднородности окружения молекул, а Т , наоборот, будет очень большой из-за отсутствия вклада в релаксацию движения молекул. Обе причины серьезно затрудняю ЯМР в твердых телах. [c.135]

После перехода с оси г в плоскость х — у компоненты намагниченности прецессируют (во вращающейся системе координат) в соответствии с величиной разности нх ларморовой частоты и опорной частоты детектора. В то же время намагниченность восстанавливается на осн 2 С константой Т, и исчезает из плоскости х — у с константой Г . Прн желании мы можем с помощью л-импульса создать спиновое эхо, т. е. устранить все расщепления компонент намагниченности, кроме возникших по причине гомоядерного спин-спинового взаимодействия, и попутно устранить вклад неоднородности постоянного поля в спад поперечной намагниченности. Константа экспоненциального затухания амплитуды серии спиновых эхо, последовательно создаваемых после начального импульса, называется [c.143]

Теперь мы уже можем кое-что сказать об относительных интенсивностях сигналов и Н в нашей системе. Избыток заселенности тю протонным переходам в 4 раза больше углеродного, кроме того, протонный магнитный момент в 4 раза превышает углеродный (поскольку он пропорционален у) следовательно, воздействие 7с/2-нмпуль-са иа протоны создает в 16 раз большую поперечную иамагинченность. чем в случае С. Сигнал, наводимый в катушках приемника прецессией этой намагниченности, пропорционален скорости самой прецессии (в 4 раза большей у протонов). Таким образом, регистрируемый сигнал протонов будет в 64 раза интенсивнее сш нала углерода (т. с. в общем случае интенсивность сигнала ЯМР ядер с гиромагнитным отношением у пропорциональна у ), Помимо этого, низкое природное содержание изотопа С уменьшает сигнал еще примерно в 100 раз, но это уже несущественно для нашего обсуждения. Мы можем считать, что работаем с веществом, обогащеннььм изотопом С. [c.191]

Составные 1г/2-импульсы с двойной компенсацией особенно удобны для подавления ЗРТ-снгналов в экспернмеитах по ЯЭО [6] (разд. 5.3.3 гл. 5). Последовательность УЗХ4Х, используемая в качестве составного тг/2-импульса, создает поперечную намагниченность с 99%-ной эффективностью при тех же допусках по однородности поля и отклонению от резонанса, что и СИОРЕ-16. Почти все разностные спектры ЯЭО в гл, 5 были получены с помощью этого импульса. [c.230]

Но предполагавшиеся выше условия выполняются далеко не всегда. Гораздо вероятнее, что наше Т будет значительно меньше Т2, в свою очередь Т2 может быть меньше 7 , и, будучи ограничены во времени, мы заинтересованы в таком времени выборки, чтобы получить спектр с плохим разрешением, но без потери сигиалов (т.е. А, = Т ). Почти все двумерные эксперименты и многие одномерные эксперименты по наблюдению гетероядер производятся в этих условиях. Повторение прохождений с 7 < Т2 приводит к появлению стационарного эха [14], поскольку существующая к моменту следующего импульса поперечная намагниченность рефокусируется во время прохождения. Анализ такой ситуации слишком сложен, чтобы приводить его здесь (см. работы [14, 15]). На практике можно получить следующие результатьг [c.237]

Теперь представим себе, что произойдет, еслн мы проведем серию экспериментов с различными значениями i , например начинающимися с нуля и монотонно возрастающими до нескольких секуид, т. е. проведем дискретную выборку интервалов ty. Если мы возьмем данные нз каждого эксперимента и преобразуем их в спектр, то для каждого эксперимента получим пик, причем амплитуда пиков будет изменяться как функция i,. Действительно, она будет синусоидально оащллировать с частотой v, и величина поперечной намагниченности в конпе интервала /у составит М sin 2nvt . Рис. 8.2 точно иллюстрирует этот эксперимент или по крайней мере несколько начальных значений ii (на нем изображены протонные спектры хлороформа на частоте 500 МГц ). В этом эксперименте V составляет 80 Гц и интервал между значениями принят равным 1 мс. [c.262]

Влияние продольной релаксации. В нашем предварительном обсуждении последовательности OSY я умышленно опустил вопросы, связанные с продольной релаксацией. Причина, по которой я так поступил, состоит в том, что продольная релаксация приводит к появлению дополнительных сигналов в спектре их устранение вызвало бы некоторое дополнительное усложнение, а мне не хотелось бы отвлекать вас от основного вопроса-концепции меченых частот. Понять то, как релаксация по осн z влияет на вид спектра, совсем не трудно это иллюстрируется рис. 8,17. Здесь изображена такая же диаграмма, как на рнс. 8,1, за исключением того, что учтено неизбежное затухание сигнала в течение времени ij. Второй импульс, помимо того действия, которое он совершает над поперечной намагниченностью и которое мы уже обсудили, должен вернуть эту г-компонеиту намагниченности в плоскость X — >% где оиа вызовет появление сигнала. Поскольку эта компонента намагниченности не прецесснровала в течение времени ij (она была направлена по оси z), после второго преобразования Фурье появятся сигналы с частотой Vj, равной нулю. Таким образом мы получим копию спектра на линии = 0 этн нежелательные сигналы называются аксиальными пиками. Еслн спектр получен в режиме квадратурного детектирования по Vj (см. ниже), то линия Vj = О проходит через его центр, поэтому данный эффект весьма нежелателен (рис. 8,18). [c.282]

Цифровое разрешение и времена выборки данных. Одномерные протонные спектры обычно регистрируются с цифровым разрешением, равным илн несколько меньшим, чем наблюдаемая ширина линии. Например, для регистрации спектральной полосы шириной 10 м. д. типичные условия соответствуют регистрации от 16 до 32 К точек данных, что в зависимости от иапряженности поля приводит к временам выборки данных порядка нескольких секунд н цифровому разрешению 0,2-0,4 Гц иа точку. Для молекул среднего размера ширины линий составляют обычно от 0,5 до 1,5 Гц в недегазированных растворах, поэтому на каждую линию будет приходиться несколько точек. Это может быть недостаточно для некоторых операций, требующих точных количественных измерений, но в целом оказывается достаточным, еслн преследовать только цель разрешения мультиплетной структуры. Поскольку значения Tf лежат в диапазоне 0.2-0,6 с, за время каждого прохождения поперечная намагниченность будет самопроизвольно затухать практически до нуля. Поэтому ие возникнет стационарного эха, и использование импульсов, соответствующих углу Эрнста (гл. 7), дает оптимальную чувствительность. [c.298]

На практике этот идеальный случай, когда все ядра макр( скопического образца имеют одинаковую ларморову частоту, и реализуется, поэтому поперечная намагниченность возникает ка до, так и после достижения точных резонансных условий. Есл соо изменяется достаточно медленно, то вектор М описывает oi ружность во вращающейся системе координат (рис. VII. 6). Есл изобразить его компоненты Мх и (обозначаемые как и и соответственно) как функцию разности частот Дсо = соо — со, 1 получим кривую дисперсии для Мх и кривую поглощения ДД Му (рис. VII. 7). Эти компоненты поперечной намагниченное различаются по фазе на 90°, но они обе могут быть измерен поскольку, согласно закону Фарадея, индуцированный электр ческий ток в неподвижной системе координат С пропорционаЛ периодическому изменению aMx/dt или dMyfdt. В силу очев ных причин приемная катушка монтируется вдоль оси у. [c.232]

Как было показано в предыдущем разделе, в эксперименте по ядерному магнитному резонансу выделяют два типа макро-скошческой намагниченности продольную намагниченность вдоль оси 2 и поперечную намагниченность в плоскости х,у. Обе намагниченности подвержены релаксациоиным процессам, т. е. их величины зависят от времени. [c.235]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология