Насыщение, релаксация и другие явления

Насыщение, релаксация и другие явления [69] [c.101]

НОСТЬ испускания энергии ядром равна вероятности поглощения энергии ядром [т. е. переход / /(-Ь Л) /г) так же вероятен, как и переход т/(— /г)->" /( + /2)], и никаких изменений обнаружить нельзя. Как указывалось выше, в сильном магнитном поле имеется некоторый избыток ядер со спинами, ориентированными по полю, т. е. в состоянии с более низкой энергией, и, следовательно, будет происходить результирующее поглощение энергии. По мере того как энергия поглощается от радиочастотного сигнала, через конечный промежуток времени возбуждается достаточное число ядер, так что заселенность нижнего состояния становится равной заселенности верхнего состояния. Сначала можно обнаружить поглощение, но это поглощение будет постепенно исчезать по мере того, как заселенности основного и возбужденного состояний выравниваются. Когда такое состояние достигнуто, образец, как говорят, насыщен. Если прибор для ядерного магнитного резонанса работает исправно, насыщение обычно не обнаруживается, так как существуют пути, позволяющие ядрам вернуться в состояние с более низкой энергией без испускания излучения. Два механизма, с помощью которых ядро в возбужденном состоянии может вернуться в основное состояние, называются спин-спиновой релаксацией и спин-решеточной релаксацией. При спин-спиновой релаксации ядро одного атома в состоянии с высокой энергией передает часть своей энергии другому атому в состоянии с низкой энергией, и суммарного изменения числа ядер в возбужденном состоянии не происходит. Этот механизм не изменяет положения в данном случае, но важен для ряда явлений, которые будут рассмотрены ниже, и поэтому мы упоминаем о нем для полноты картины. Спин-решеточная релаксация включает перенос энергии к решетке. Термин решетка означает растворитель, электроны системы или другие типы атомов или ионов в системе, отличающиеся от исследуемых. Энергия, отданная решетке, превращается в энергию поступательного или вращательного движения, а ядро возвращается в нижнее состояние. Благодаря этому механизму всегда имеется избыток ядер в состоянии с низкой энергией и происходит результирующее поглощение энергии образцом от радиочастотного источника. Ниже мы еще вернемся к рассмотрению процессов релаксации. [c.266]

При слабом взаимодействии систем спинов с кристаллической решеткой, т. е. при отсутствии отвода энергии, заселенность зеемановских уровней выравнивается и поглощаемая мощность падает — наступает явление насыщения. Чтобы избежать этого, экспериментаторы обычно попеременно изменяют магнитное поле Но с тем, чтобы оно быстро проходило критическое значение, соответствующее (ХП.1). Другими словами, к основному полю добавляется низкочастотное модулирующее переменное поле Нщ, направленное параллельно Hq. Скорость изменения Ящ подбирается при этом так, чтобы дать возможность пройти процессу релаксации, чтобы в промежутке между резонансами система успевала бы перейти в невозбужденное состояние. Форма линий поглощения спектра ядерного магнитного резонанса (ЯРМ) определяется в основном затуханием, обусловленным магнитным взаимодействием между ядрами и взаимодействием системы ядерных спинов с кристаллической решеткой. [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология