Намагниченность времена релаксации

Он характеризуется временем спин-решеточной релаксации Ху описывающем спад продольной намагниченности. Время Х, поэтому, называют еще продольным временем релаксации. [c.268]

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]

Для анализа временной зависимости намагниченности мы, кроме того, должны рассмотреть релаксационные эффекты. Эти эффекты были введены Блохом феноменологически в уравнения (XI. 15). Время релаксации Ti характеризует поперечную намагниченность в плоскости х, у, в то время как изменение продольной намагниченности вдоль оси z определяется временем Ti. Таким образом, в окончательной форме уравнения Блоха принимают вид [c.428]

Методом ЯМР-томографии можно получить информацию о молекулярной подвижности в широком временном интервале путем комбинирования процедуры кодирования пространства с выбором фильтров намагниченности. В этом случае могут быть использованы любые участки на временной шкале молекулярных движений. В каждом интервале подвижность сегментов вносит доминирующий вклад во времена затухания сигнала или времена релаксации ЯМР. Эти времена релаксации (Ti, Т2, Tip, Ti ) меняются в зависимости от координаты (расстояния от центра до изучаемой точки по направлению к поверхности образцов). Время релаксации Tj, отражающее молекулярное движение, мало чувствительно к изменению сегментальной подвижности в процессе старения полимера, но различие в величинах Т2, Tip, Т2е для образцов после старения и без старения по мере движения в область замедленных молекулярных движений становится все более заметным. При проведении эксперимента слой материала на поверхности образца после старения моделируется с помощью полностью состаренного образца (24 ч при 180 °С), а внутренний слой образца - с помощью материала, не подвергавшегося старению [c.272]

На практике во многих случаях идеальной эффективности переноса намагниченности достичь невозможно. Установление термодинамического равновесия между дипольными и зеемановскими резервуарами может быть чрезвычайно медленным, в частности когда Ви или Bis > Bl, что делает сохраняющие энергию флип-флоп процессы маловероятными. Поэтому адиабатический перенос требует очень медленного изменения РЧ-полей, так что за это время релаксация Tig может привести к необратимому спаду намагниченности. [c.238]

Рассмотрим поведение макроскопической намагниченности во вращающейся системе координат (рис. 5.26). Пусть поле Я , направленное вдоль оси х, в течение некоторого времени действует на систему спинов. В результате такого воздействия вектор макроскопической намагниченности отклонится от оси г в сторону оси у. Составляющую макроскопической намагниченности вдоль оси у можно экспериментально зафиксировать. Поскольку эта намагниченность перпендикулярна полю Яд, ее называют поперечной . После выключения поля поперечная намагниченность реальной системы взаимодействующих спинов не может оставаться неизменной. Статическое взаимодействие магнитных диполей, особенно эффективное в вязких жидкостях или твердых телах, обусловливает большой разброс значений локальных полей в месте расположения однотипных магнитных ядер и, следовательно, разброс резонансных частот для них. В невязких жидкостях основной причиной разброса резонансных частот становится неоднородность магнитного поля, напряженность которого не может быть абсолютно одинаковой во всем объеме образца по чисто техническим условиям. Эти причины приводят к тому, что магнитные моменты отдельных ядер движутся по или против часовой стрелки в плоскости х у (см. рис. 126). В неподвижной системе координат это означало бы отставание или опережение вектора Я . Результатом такого расхождения векторов магнитных моментов по фазе является экспоненциальный спад поперечной намагниченности с характеристическим временем Тз, называемым временем спин-спиновой или поперечной релаксации. Время релаксации Т2 в основном определяет ширину линии сигнала ЯМР-ширина на середине высоты сигнала (у г) связана со временем Т2 простым соотношением [c.302]

Диполь-дипольный механизм релаксации обеспечивается движением магнитных ядер (в составе молекул или молекулярных фрагментов) в постоянном магнитном поле Яд. Молекулярные движения обеспечивают широкий спектр частот изменения магнитного поля возле наблюдаемого ядра, и если в этом спектре (имеется достаточно интенсивная компонента с частотой, совпадающей с резонансной для данного ядра, последнее может активно участвовать в обмене энергией с решеткой. Интенсивность рассматриваемой компоненты зависит от характеристик движения молекулы в целом или отдельных ее частей. Более интенсивной резонансной компоненте отвечает более короткое время релаксации Ту. Время релаксации по диполь-д1 польному механизму зависит от расстояния между взаимодействующими магнитными диполями (оно уменьшается пропорционально шестой степени от расстояния), и от их намагниченности (убывает обратно пропорционально произведению квадратов гиромагнитных отношений магнитных ядер). В органических молекулах с достаточно большой мольной концентрацией протонов диполь-дипольный механизм релаксации является доминирующим как для самих протонов, так и для ядер [c.304]

Если переход происходит сверху вниз, то освобождаемая при таком переходе энергия тратится на нагревание среды или решетки, и если переходы сверху вниз происходят чаще, чем снизу вверх, то в конечном счете это приведет к уменьшению заселенности верхнего уровня. Таков механизм, определяющий время релаксации Т . Другими словами, этот механизм стремится вернуть намагниченность вдоль оси 2 к ее равновесному значению. Проще всего продемонстрировать процесс, соответствующий времени релаксации Г1, рассмотрев поведение образца в магнитном поле. В отсутствие поля магнитные ядра образца ориентированы беспорядочно, а при наложении поля имеется равная вероятность заселения двух возможных энергетических уровней. Таким образом, сначала между заселенностью верхнего и нижнего уровней нет никакой разницы. Если, однако, система со временем релаксации переходит к своему равновесному больцмановскому распределению, то возникает разность заселенностей и можно заметить увеличение сигнала ЯМР.. [c.378]

В отличие от Гг время Г есть время релаксации продольных компонент намагниченности, которая происходит вследствие изменения заселенности уровней, т. е. переходов между уровнями спиновой системы. При этом изменяется средняя энергия спиновой системы. [c.75]

Проявляющуюся за время т продольную намагниченность переводят вторым 90°-ым импульсом в плоскость ху, при этом в приемном контуре возникает сигнал свободной индукции, амплитуда которого пропорциональна восстановленной за время т намагниченности. Во всех описанных методах подразумевалось, что релаксация во время действия импульсов пренебрежимо мала. Для точного определения времен релаксации необходимо также, чтобы р. ч. поле во всем объеме образца было однородным, а его амплитуда Я1 АЯо [123]. Современная импульсная методика позволяет с достаточной точностью определять времена релаксации от нескольких мкс до целых минут [10, 60, 124—128]. [c.44]

Причину прямой зависимости интенсивности сигнала от Т 2 [уравнение (9.38)] нетрудно понять. Напомним, что Т2 — это время релаксации поперечной составляющей намагниченности () к равновесному нулевому значению. Ясно, что чем меньше Т2, тем меньше стационарное значение [см. уравнение (9.29в) при 7 Ч ху Т2 < П- Следовательно, вращающий момент х который приводит к изменению Л/ , уменьшае-ся и как результат этого уменьшается поглощение. [c.146]

На рис. 2.9 приведены экспоненциальные температурные зависимости времени релаксации т для двух значений объема V — V2 > VI. Точкой А отмечено состояние частицы магнетита, имеющей характерный размер / <4 (максимальный размер суперпарамагнитной частицы) и поэтому не обладающей остаточной намагниченностью. Если же вследствие какого-нибудь физико-химического процесса (например, окисления, гидролиза или дегидратации) объем частицы увеличится от VI до V2, то точка, отвечающая ее состоянию, перейдет из А в В, где, предположим, время релаксации значительно больше времени эксперимента (т и новый [c.54]

Очевидно, что поглощение переменного магнитного поля, индуцирующего переходы, будет происходить до тех пор, пока населенность уровней не станет одинаковой. Однако населенность не может уравняться вследствие нарушения теплового равновесия при поглощении квантов. Взаимодействуя друг с другом и с окружающей средой, частицы восстанавливают тепловое равновесие, определяемое распределением Больцмана. Время Ти характеризующее скорость восстановления теплового равновесия, называется временем спин-решеточной релаксации или временем продольной релаксации, поскольку оно описывает приближение к равновесию компоненты вектора намагниченности, параллельной Но. [c.117]

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]

II восстановившейся намагниченности от времени, затем прово- 1,ит прямую, касательную к хвосту экспоненты до пересечения с осью ординат. Ордината точки пересечения дает долю свободной жидкости (при условии нормировки максимальной амплитуды спада на единицу) в коллекторе, а время релаксации этой компоненты определяется как тангенс угла наклона прямой с пересчетом на натуральный логарифм. Вторая компонента, отвечающая связанной воде, определяется вычитанием из общей кривой длинновременной компоненты. Если время релаксации двух экспонент отличается друг от друга не менее, чем на пол- [c.102]

В МР-томофафии исследуемый объект описывается тремя первичными пространственно-меняющимися величинами - Mq(3 ), Г](Зс), Tj x), где х - вектор в пространственной схеме координат, Мо - равновесная намагниченность подвижных ядер водорода, Ti, Т2 -времена релаксации, характеризующие соответственно процесс передачи энергии от спиновой системы к решетке (спин-решеточное, или продольное, время релаксации) и процесс возвращения поперечной намагниченности к равновесному значению (спин-спиновое, или поперечное, время релаксации). [c.195]

При наложении переменного магнитного поля Нх (Дх < Я ), перпендикулярного полю Яо, в результате нарушения равновесных условий возникает вращающаяся поперечная намагниченность Мх, у, которая после снятия возмущения стремится к своему равновесному шачению, равному обычно нулю. Поэтому необ-Юдимо ввести второе время релаксации Гг, которое описывало бы изменение поперечной намагниченности. Оно называется поперечным ИЛИ спип-спиновым, поскольку характеризует обмен внутри спин-системы. Величина определяется соотношением, аналогичным (6) при условии ЛГо = О- Значения Тх и изменяются в пределах 10 —10 сек. [c.206]

Обычно считают, что магнитное поле действует в направлении оси Z. В равновесии небольшой магнитный момент образца должен быть направлен вдоль оси z, тогда как намагниченность в направлениях х vl у, перпендикулярных z, должна быть нулевой, т. е. предполагается, что магнитные моменты ядер ориентиуются вдоль поля. В опытах по ЯМР на образец действует слабое осциллирующее поле в плоскости ху. При этом намагничивание в направлении Z уменьшается по мере приближения к равной заселенности двух энергетических уровней, между которыми происходят переходы. Кроме того, имеются компоненты магнитной восприимчивости в направлении хну. Скорость возвращения системы к равновесию описывается двумя временами релаксации, которым соответствуют две весьма важные константы скорости. Время релаксации, соответствующее оси z, называют продольным или спин-решеточным временем релаксации Tj, а время релаксации в направления х п у — поперечными или спин-спиновым временем релаксации Гг. [c.377]

Интересно провести сравнение полученных в данной работе частотных характеристик размагничивания феррита с подобными же характеристиками, ранее полученными для пер-маллоевых пленок [3]. Как показывают результаты этой работы, для ТМП падение эффективности размагничивания имеет более резкий характер (что свойственно пороговым явлениям, присущим пленкам) и проис.ходит при частоте 4 Мгц, т. е. для ТМП время релаксации необратимой части намагниченности на порядок меньше, чем для ферритов. [c.93]

Импульсные методы. По-видимому, более перспективными являются нестационарные (им.чульсные) методы, поскольку они позволяют непосредственно измерять времена релаксации. В соответствии с методом наблюдения нестационарной намагниченности, возникающей после воздей- [c.157]

В Институте химической кинетики и горения Хмелинским и Семеновым [96] был разработан и сконструирован ЭПР-рел аксометр трехсантиметрового диапазона, позволяющий регистрировать сигнал спинового эха свободных радикалов. Блок-схема ЭПР-релаксометра представлена н а рис., 56. Необходимо указать на трудности, преодоленные на пути создания этого прибора. Было известно, что времена релаксации свободных радикалов 10 —10 сек., следовательно длительность СВЧ импульса должна была быть во всяком случае равна 10 сек. Однако, как уже указывалось, импульс СВЧ должен быть достаточно мощным, чтобы повернуть вектор спиновой намагниченности на угол порядка 180°. Можно показать, что при добротности резонатора 300 мощность импульса в этом случае должна быть около 3 кет, в то время как мощность регистрируемого сигнала составляет 10 °—10 вт. Поскольку сигнал спинового эха наблюдается на расстояниях меньше микросекун- [c.158]

С повышением температуры наблюдаются магнитные фазовые переходы из упорядоченного магнитного состояния наноструктуры, которому соответствует магнитная СТС, в парамагнитное (суперпарамагнитное) состояние. При 77 К спектры состоят из двух систем магнитной СТС, соответствующих а-РезОз (магнитная индукция на ядре В, = 52 Тл, квадрупольное расщепление АЕд = -0,29 мм/с) и 7-Ре20з ( п = 47,2 Тл, АЕд = О мм/с), а также некоторого вклада размытой СТС в виде монолинии (около 10 %). С повышением температуры вплоть до Т = 120 К в спектрах появляется квадрупольный дублет с АЕд = 0,78 мм/с и изомерным сдвигом относительно металлического железа д = 0,42 мм/с, однако общий характер спектров не меняется. Начиная с Г = 120 К происходит трансформация спектров, которые теперь могут быть представлены всего одной системой магнитной СТС (Б,п = 51,3 Тл, АЕд = О мм/с). Природу этой трансформации мы обсудим в других пунктах, здесь же сосредоточимся на характеристиках магнитного фазового перехода первого рода. Мессбауэровские спектры в диапазоне Т = 120 -г 300 К характеризуются обратимыми превращениями магнитной СТС в парамагнитный дублет без заметного смещения или уширения линий, характерных для магнитных фазовых переходов второго рода или суперпарамагнетизма, что свидетельствует о наличии магнитных фазовых переходов второго рода, когда намагниченность материала исчезает скачком. Эти переходы происходят при перераспределении критических температур Тсо = 120 4- 300 К, пониженных по сравнению с Го для массивных образцов а- и 7-Рс20з (856 и 965 К соответственно). Отсутствие суперпарамагнетизма для таких больших кластеров становится очевидным из оценки с помощью формулы (16.4). Если принять константу магнитной анизотропии К к 10 Дж/м и Го = 10 -г 10 с, то время релаксации магнитного момента т будет на несколько порядков величины превышать время измерения (период ларморовой прецессии ядра Ре 10 с). Таким образом, суперпарамагнетизм для подобных наноструктур не оказывает воздействия на их магнитные свойства и не может привести к понижению Гсо. В наноструктуре а- и 7-РегОз намагниченность и магнитное упорядочение исчезают за счет магнитного фазового перехода первого рода, т.е. скачком от величины В-, и 50 Тл до В-, =0. Необходимо отметить. [c.567]

В данной главе асимптотический по времени подход был применен к исследованию фазовых переходов, как процессов развивающихся во времени. Анализ показал, что важными характеристиками неравновесного фазового перехода являются два времени релаксации ц] и Да Для Т<Тс существует потенциальный барьер и ц] характеризует время перехода через барьер при воздействии на систему шума. В модели Ландау, не принимающей во внимание флуктуации, время цГ отсутствует. Это время характеризует также длительность жизни отличного от нуля среднего значения параметра порядка (например, намагниченности или поляризации образца). Для потенциальных барьеров, значительно превышающих интенсивность шума или температуру, Ц1 экспоненциально мало. Время Цз > совпадающее со временем релаксации в теории Ландау, характеризует моменты, начиная с которых формируется метастабильная стадия релаксации параметра порядка. Эти времена определяются первыми двумя СЗ уравнения Фоккера-Планка и 1 12. Рассматривая развивающийся во времени фазовый переход, его удается объяснить в рамках обычных среднестатистических величин без привлечения понятий квазисредних и наивероятнейших значений параметра порядка даже в отсутствие внешнего поля. Симметрия задачи нарушается за счет начальных условий (флуктуаций), играющих важную роль при переходе через критическую область температур. В рамках асимптотического по времени подхода объясняется эффект насыщения и найдена обобщенная восприимчивость системы на малое внешнее поле. Формула для восприимчивости содержит два члена. Первый из них совпадает с результатом теории Ландау. Второй член учитывает вклад флуктуаций в восприимчивость и при определенных условиях может существенно превышать результат Ландау. Восприимчивость бистабильной системы с увеличением интенсивности шума резко возрастает до максимальной величины и затем плавно спадает (эффект аномальной восприимчивости реализуется на метастабильной стадии релаксации). При Т=Тс времена релаксации конечны ( 1 12) и определяют время установления равновесного распределения параметра порядка. При изменении температуры отрыв ц от 12 происходит в узкой области вблизи Тс. Именно в этой области происходит формирование метастабильной функции распределения, параметрически зависящей от температуры. [c.209]

Рис, 18.10. Время релаксации магнитных доменов в супермагнитных частицах рабочей пчелы экспоненциально возрастает при понижении температуры. Следовательно, частицы, которые при комнатной температуре (300 К) являются суперпарамагнитными, при температуре жидкого азота (77 К) будут вести себя как одиночные домены, способные сохранять остаточную намагниченность. Напротив, если переход суперпарамагнетик/одиночный домен проводить, нагревая частицы в отсутствие внешнего магнитного поля, остаточная намагниченность, свойственная частицам при низких температурах, исчезнет. Температура, при которой остаточная намагниченность пропадает, указывает на размеры соответствующих частиц (см. значения по оси абсцисс). Для определения размеров суперпарамагнитных гранул пчел охлаждали до 77 К в сильном магнитном поле (3000 Гс), которое ориентирует направления магнитных моментов всех доменов. Кривая I показывает остаточную намагниченность одной пчелы при нагревании в отсутствие внешнего поля в криогенном магнитометре. Большая часть намагниченности пропадает при температуре фазового перехода, соответствующей размерам частиц от 300 до 325 А. Так как магнитная сфера диаметром 32S А имеет момент 8,6-10 ед. СГСМ, для того чтобы объяснить полученную остаточную намагниченность, пчела должна иметь около [c.171]

Информация, получаемая в магнитопневмографических исследованиях, может быть очень разнообразной и характеризовать состояние и свойства внутренней поверхности легких. Если резко изменить направление внешнего магнитного поля, то ферромагнитные частицы (они, как правило, обладают высокой коэрцитивной силой - это означает, что магнитный момент жестко связан с частицей) начнут поворачиваться, и по скорости приближения к новому положевдю равновесия можно определить вязкость среды, в которой они находятся. При выключении подмагничивающе-го поля намагниченность еще некоторое время сохраняется, экспоненциально убьшая с постоянной времени порядка нескольких минут благодаря спонтанной вращательной разориентации отдельных частиц. Это время релаксации зависит от свойств и состояния поглотившей пыль среды и степени связи частиц с различными органеллами. Так, Гер и сотрудники [187] обнаружили в опытах на хомяках, что скорость релаксации в течение нескольких часов падает, а затем растет и выходит на постоянное значение. Такое поведение частиц магнетита объясняют тем, что в начальный период происходит процесс их захвата макрофагами, и в результате скорость релаксации становится выше, чем у несвязанных частиц. Предположение [c.109]

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]

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]

При измерениях значения Ло необходимо учесть и то, что эта величина соответствует равновесному значению вектора намагниченности в магнитном поле. Поэтому до измерений Ло необходимо выждать время порядка 10ть в течение которого образец не должен подвергаться воздействию радиочастотных импульсов. По этой же причине временной интервал между парами 90-градусных импульсов должен быть не менее (7- 10)ti. На начальных стадиях полимеризации время спин-решеточной релаксации составляет несколько секунд, и для измерения ti целесообразнее использовать [c.227]

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]

Для измерения времени Т2, характеризующего исчезновение намагниченности в плоскости ху, обусловленное неод- рородностью поля Но и спин-спиновой релаксацией, используют последовательность импульсов 90°-т-180°. Эту последовательность периодически повторяют, каждый раз увеличивая интервал т. Время Т2 определяют по амплитуде сигналов спинового эха (т) = оехр(—2Т/Г2). [c.401]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология