Спин ядерный

К каким же физически реализуемым системам можно применить изложенные выше представления Как уже сказано, они не применимы к обычным системам, так как необходимо ограничение значения энергии сверху. Однако иногда в обычных системах встречаются так называемые подсистемы, слабо взаимодействующие с основной системой и обладающие ограниченным числом уровней энергии. Слабое взаимодействие подсистемы с основной системой необходимо для того, чтобы тепловое равновесие между ними устанавливалось медленно. Если к тому же в пределах самой подсистемы тепловое равновесие устанавливается быстро, то можно говорить о ее температуре, отличающейся от температуры основной системы. Примером подсистемы может служить совокупность так называемых ядерных спинов — ядерных магнитиков — ионов лития в кристалле фторида лития. Простоты ради представим себе две возможных ориентации спинов в магнитном поле — параллельную с меньшей энергией и антипараллельную с большей (рис. VI.9). Обычно спинов с антипараллельной ориентацией много [c.209]

Для спина ядерное магнитное квантовое число т может принимать значения 4% /2, — /2 и —Подстановка этих значений в уравнение (6.26) дает два дважды вырожденных состояния энергии (рис. 6.56) [c.329]

Каждый радикал, вообще говоря, имеет свой характеристический -фак-тор, поэтому радикалы имеют разные частоты (Иц. За счет сверхтонкого взаимодействия неспаренных электронов с магнитными ядрами радикала уровни энергии спина неспаренного электрона расщепляются. В результате в спектре ЭПР радикала появляется сверхтонкая структура (СТС). Каждая компонента спектра соответствует определенной конфигурации ядерных спинов. Ядерные спины в разных конфигурациях создают разные локальные поля для спина неспаренного электрона и, как результат, для разных конфигураций ядерных спинов электронный спин радикала имеет разную резонансную частоту. [c.91]

Вещество, содержащее парамагнитные ядра, можно рассматривать как термодинамическую систему, в пределах которой можно выделить подсистемы ядерных спинов, ядерных электрических квадруполей, спинов неспаренных электронов и т. п. Они могут обмениваться энергией как между собой, так и с тепловым резервуаром — решеткой , т. е. веществом в целом, состоящим из атомов и молекул, имеющих колебательные, вращательные, поступательные степени свободы движения. Внутри спиновой системы можно выделить зеемановскую и дипольную подсистемы. Первая отражает взаимодействие ядерных спинов с внешним приложенным полем, а вторая — диполь-дипольные взаимодействия, т. е. взаимодействие каждого спина с локальным полем, создаваемым окружающими его соседними магнитными диполями. [c.251]

Начнем с ЯМР. Атомные ядра, у которых нечетно хотя бы одно из двух чисел — масса или порядковый номер, — обладают отличным от нуля моментом количества движения, т. е. ядерным спином. Ядерный спин равен нулю у С , О и т. д. и не равен нулю у Н, В, и т. д. Тем самым, эти ядра имеют и маг- [c.335]

Взаимодействия ядерных спинов Ядерные спины испытывают три типа взаимодействий. [c.69]

Молекула окиси азота N0 представляет как раз обратный случай. Она содержит один неспаренный электрон и обладает орбитальным моментом, направленным вдоль ее оси. Таким образом, основным состоянием ее является П. Сильная спин-орбитальная связь расщепляет его на два уровня с расстоянием между ними 120 слг" . Из них нижний — П1д диамагнитен,так как для него проекции спинового и орбитального моментов вдоль оси равны и противоположны по направлению, верхний уровень — Пз/, парамагнитен. Благодаря вращению молекулы он расщепляется на 2/ 1 вращательных подуровней с проекциями J на направление поля /г, /г, —Уг, — /2- Поскольку, согласно правилам отбора, для вращательных переходов АМ/ = 4 1, возможны три перехода между этими четырьмя подуровнями, которые и наблюдаются в спектре. На каждый из этих переходов накладываются спин-ядерные переходы, вызывающие расщепление линий вращательно-магнитной структуры на триплеты с расстоянием между ними 14,2 э, что значительно меньше, чем в N02 и свидетельствует о меньшей доле 5-орбиты в волновой функции неспаренного электрона [34]. [c.107]

Точно так же, как электроны обладают спином, который определяется спиновым квантовым числом и который диктует, что данную молекулярную орбиталь могут занимать только два электрона с противоположными (т. е. спаренными ) спинами, ядерные частицы — протоны и нейтроны — также обладают спиновыми свойствами. В любом данном ядре некоторые из спинов могут быть спарены, однако имеются остаточные неспаренные спины. Ясно, что это характерно для ядер с нечетным массовым числом (нечетным суммарным числом протонов и нейтронов). Вращающееся заряженное тело можно рассматривать как маленький магнит, который при помещении в магнитное поле может принять две разные ориентации в направлении поля или против поля. Эти ориентации имеют разную энергию. При нормальных условиях ббльшая часть ядер занимает низший энергетический уровень. Облучение с энергией, соответствующей энергетической щели между двумя уровнями (в радиочастотном районе), поглощается, промотируя ядра с одного уровня на другой, и это поглощение можно зарегистрировать. Точная частота (т) зависит от типа ядра ( Н, и т. д.) и электронного окружения, в котором оно находится, а также от силы магнитного поля. Схема спектрометра ядерного магнитного резонанса (ЯМР), применяемого для регистрации этих изменений, приведена на рис. 3.10. [c.70]

Ядро Ядерный спин / Ядерный магнитный момент (в единицах Р ) [c.240]

У триплетных состояний или бирадикалов, имеющих более одного неспаренного электрона, имеет место спин-спиновое взаимодействие этих электронов. Подобно спин-ядерному взаимодействию оно приводит к расщеплению резонансных линий и тонкой структуре спектра. Для триплетов (5=1) в магнитном поле возможны три ориентации (т = О, /п., = 1). Два перехода между ними происходят с А/Пз = 1 и один — с Ашз = 2. Взаимодействие обоих электронов триплетного состояния приводит к расщеплению энергетических уровней и без внешнего магнитного поля ( расщепление в нулевом поле ). Из спектров ЭПР можно вычислить параметры расщепления в нулевом поле, которые обычно обозначают [c.102]

На рис. 2 показаны возможные переходы в триплет-ном спин-ядерном состоянии, которое определяется эквивалентностью ядер в ХеРг [4]. Из рисунка следует, что обе составляющие резонанса Р в слабом поле должны быть расщеплены, если облучать резонансный переход, соответствующий центральной линии ксенона. Линия [c.355]

В действительности во вращательных спектрах комбинационного рассеяния в некоторых случаях каждая вторая линия не исчезает полностью, но лишь заметно уменьшается ее интенсивность. Эго чередование интенсивностей имеет место, например, для N2 (рис. 23). Чередование интенсивностей связано с наличием у атомных ядер спина подобно электрону некоторые атомные ядра обладают собственным моментом импульса — ядерным спином. Ядерный спин оказывает лишь очень небольшое прямое влияние на энергетические уровни молекул, приводя к небольшому расщеплению уровней. Однако он оказывает существенное косвенное влияние на эти уровни, благодаря чему вращательные спектры могут служить для измерения спинов ядер. [c.136]

Вид спектров ЭПР и природа радикалов, образующихся при облучении алкилгалогенидов, зависят от агрегатного состояния последних [26—281. Наиболее наглядно эта зависимость проявляется у алкилиодидов (рис. У.З). Спектры ЭПР четных членов ряда н-ал-килиодидов, а также ызо-СзН, , замороженных в виде поликристаллических образцов, состоят из большого числа линий (более 30 в спектре С2Н51), а общая ширина спектра достигает 1000 гс [27— 29]. Спектр ЭПР облученного поликристаллического этилиодида не изменяется при замене 1 на хотя ядерный спин, ядерный и квадрупольный моменты изотопов различны. Таким образом структура спектра не может быть объяснена СТВ с ядром иода Общая ширина спектра этилиодида не изменяется при дейтерирова НИИ последнего, хотя число и разрешение линий несколько меньше чем в спектрах недейтерированных соединений. [c.200]

И наконец, благодаря тому, что синглет-триплетные переходы в РП индуцируются СТВ с магнитными ядрами, вероятность рекомбинации РП зависит от конфигурации ядерных спинов. Ядерные спины в продуктах рекомбинации РП оказываются поляризованными. Таким путем осуществляется химическая поляризация ядер (эффект ХПЯ). Синглет-триплетная эволюция в РП сопровождается также и поляризацией спинов неспаренных электронов (эффект ХПЭ) [25, 42]. [c.35]

Поскольку квантовое число ядерного спина протона равно Уг> он имеет ассоциированный со спином ядерный магнитный момент. В сильном магнитном поле взаимодействие этого момента с наложенным полем приводит к появлению двух различных энергетических состояний протона в зависимости от того, как ориентирован ядерный магнит — параллельно или антипараллельно наложенному полю. Когда атом водорода входит в химическое соединение, разность энергий этих двух состояний, определяемая в первую очередь напряженностью наложенного поля, зависит также от локальных полей, обусловленных химическим окружением, в котором находится водород. Эта зависимость разности энергий от химического [c.168]

Если неспаренный электрон локализован на несимметричной орбитали р или (1, то результат спин-ядерного взаимодействия будет зависеть от угла между направлением вектора, соединяюш его электрон и ядро, и направлением магнитного поля. [c.275]

Недавно O.A. Королюк с коллегами [166] впервые провели экспериментальные исследования изотопического эффекта в теплопроводности кристаллов водорода. Были проведены измерения влияния примесей ортодейтерия на теплопроводность твёрдого параводорода в области температур от 1,8 до 9 К. Молекулы таких спин-ядерных модификаций водорода находятся в основном ротационном состоянии с моментом J = О, что обеспечивает взаимодействие между молекулами в растворе посредством сил центрального типа и это существенно упрощает ситуацию. Анализ температурных зависимостей теплопроводности для концентраций нримесей от 0,01% до 1% показал, что добавочное рассеяние фононов полем возмущений вокруг изотопической примеси оказывается весьма значительным — оно увеличивает полное изотопическое рассеяние по сравнению с чисто масс-флуктуационным приблизительно в 1,64 раза. Такое усиление сравнимо с усилением в твёрдых растворах гелия, хотя меньше примерно раза в два, но больше, чем соответствующий эффект в твёрдом неоне. [c.82]

Вернемся теперь к обсуждению запрещенных переходов. Как уже отмечалось, направление внешнего магнитного поля с хорошей степенью точности является осью квантования электронного спина. Ядерные спины находятся в некотором эффективном поле напряженности Яэфф, равном векторной сумме внешнего поля Я и локального поля СТВ h Нэфф = Н- -к. Направление квантования ядерных спинов совпадает с направлением поля Ндфф. Однако последнее зависит от ориентации электронного спина если спин электрона а, то А = Л+ и Яэфф(+) = Я-f А +)-, если спин электрона Р, то А = Л и Яэфф(—) = Я - - Л . Соответственно спиновые функции ядра будут а, р и а", р". Таким образом, четыре уровня (1.50)соответствуют спиновым функциям аа, аР, Ра", рр". [c.26]

К таким же физически реализуемым системам можно применить изложенные представления Как уже сказано, они не применимы к обычным системам, так как необходимо ограничение значения энергии сверху. Однако иногда в обычных системах встречаются так называемые подсистемы, слабо взаимодействующие с основной системой и обладающие ограниченным числом уровней энергии. Слабое взаимодействие подсистемы с основной системой необходимо для того, чтобы тепловое равновесие между ними устанавливалось медленно. Если к тому же в пределах самой подсистемы тепловое равновесие устанавливается быстро, то можно говорить о ее температуре, отличающейся от температуры основной системы. Примером подсистемы может служить совокупность так называемых ядерных спинов—ядерных магнитиков — ионов лития в кристалле фторида лития. Простоты ради представим себе две возможные ориентации спинов в магнитном поле — параллельную с меньшей энергией и анти параллельную с большей (рис. 76). Обычно спинов с анти пар аллельной ориентации много меньше, чем с параллельной, подсистема находится в равновесии сама с собой и кристаллической решеткой в целом. В этом случае температура одинаково положительна. Однако если (как это было в опытах Парселла и Паунда) быстро изменить направление магнитного поля, то ядерные моменты не успевают переориентироваться — большая часть оказывается ориентированной антипараллельно. Таким образом, происходит инверсия уровней, т. е. верхний энергетический уровень заселен в большей степени, и формально можно говорить об отрицательной температуре подсистемы ядерных спинов. Через некоторое время (5—30 мин) подсистема, взаимодействуя и приходя в рав- [c.236]

Механизм спин-ядерного взаимодействия в таких катион-ради-калах рассмотрен в работе [70]. Авторы генерировали трифенил-фосфонийдифенилметилидный катион-радикал двумя способами [c.331]