Инверсия намагниченности

Рис. 4.96. В случае гс-импульса мы заинтересованы только в инверсии намагниченности наклонное положение оси вращения создает большие помехи.

Инверсия намагниченности (М -> -Мг) особенно чувствительна к эффектам расстройки и несовершенству импульсов, поэтому применение составных импульсов для этой цели оказалось наиболее плодотворным. Получение полной инверсии полезно при релаксационных измерениях и во многих экспериментах, требующих инверсии спиновых состояний (4 -> - 1кг), включая большое разнообразие двумерных экспериментов, описанных в гл. 7 и 8. [c.175]

Рассмотренные вкратце методы ЯМР используются как для. изучения химических сдвигов и формы линий, так и для получения спектров тех или иных ядер. Кроме того, они могут быть использованы для измерения времени релаксации — его абсо- лютных значений и относительных изменений (по ширине линии, по методу кривых насыщения и снятия насыщения, а также по методу инверсии намагниченности). Несколько более удобным для исследования релаксации ядер представляется метод спинового эхо. Этот метод, в отличие от упомянутых выше, использует для наблюдения сигналов ЯМР не непрерывно действующее на образец радиочастотное поле, а импульсы "нанряжения соответствующей частоты, которые имеют разную длительность и подаются в различной определенной последовательности. Явление спин-эхо состоит в том, что если на ядра, находящиеся - [c.209]

Для твердых тел МТ можно заменить на 1/Tj, что является менее жестким условием [8].) Поскольку скорость развертки ограничена снизу, адиабатическое прохождение обычно называют адиабатическим быстрым прохождением. Типичная скорость развертки для при Я1 10 мГс (или 10 Т) составляет величину порядка 10 мГс/с (или 10 Т/с) [10]. Как мы увидим в гл. 6, адиабатическое быстрое прохождение можно использовать в некоторых экспериментах для инверсии намагниченности. [c.35]

Последовательность инверсия — восстановление — последовательность, при которой происходит инверсия ядерной намагниченности и регистрируется ее восстановление, например 080°, t, 90°), где t—интервал между импульсами, [c.443]

Другим экстравагантным примером извлечения связности С-С из 1М-спектров с применением селективных методов возбуждения может служить одномерная многоимпульсная методика, позволяющая определить константу 1(С-С) методом селективного переноса поляризации. Чтобы вызвать процесс поляризации, вначале, как известно, необходимо осуществить селективную инверсию одной части мультиплета. Это можно осуществить с помощью мягких импульсов. Перенос поляризации между гомоядерно связанными спинами и Сд может иметь место в случае, когда два вектора намагниченности, связанные со спином, действующим как источник переноса поляризации (напримф С ), располагаются антипараллельно вдоль одной из поперечных осей ( л >-ось, например) до применения жесткого импульса (скажем, т1/2 [С, у]), обычно используемого для наблюдения всего ЯМР-спектра. Если таким образом удается генерировать населенности, то наблюдаемый сигнал, возникающий от С , по-видимому, будет представлять собой мультиплет с интенсивностями резонансных линий 0 2, составленный из двух частей, - обычного дублета 1 1 , возникающего от разности в населенности Сд, и 1 1 сигнала поляризационного переноса, возникающего от разности в населенности С . [c.27]

При использовании обычного способа регистрации намагниченность -Мг, направленная после воздействия 180°-ного импульса вдоль оси -2, дает такой же малоинтенсивный сигнал, как и +Л г, ввиду того, что он не сопровождается возникновением отличного от равновесного значения поперечной намагниченности в плоскости ху. Для определения времени продольной релаксации необходимо сначала с помощью 180 -ного импульса изменить равновесную ориентацию вектора намагниченности вдоль оси +2 на противоположную, ориентировав ее вдоль оси -г, а затем, спустя некоторое время задержки г, провести измерение значения Мх = Мг( т ), которое устанавливается за счет продольной релаксации. Измерение Мг( Т) можно провести после воздействия на систему 90°-ного импульса, который преобразует 2-намагниченность в поперечную, что дает возможность зарегистрировать сигнал свободной индукции, пропорциональный Мг Т ). Так как сначала намагниченность инвертируется, а затем наблюдается восстановление ее равновесного значения, то этот метод называют методом инверсии-восстановления и обозначают следующим образом (180 -г- 90°). [c.23]

Максимальное отклонение от положения равновесия получают инверсией г-намагниченности с помощью селективного или неселективного тг-импульса [4.192 — 4.194]. Восстановление к равновесию [c.249]

Л/,(г)= Л/,(0. )ехр(-г/7 )-Ь М,[1 -ехр(-г/7 )] 5 п Д (4.6.1) Для отдельного спина необходимо определить три параметра равновесное значение намагниченности Мо, намагниченность Мг(0 + ) после импульса инверсии и время продольной релаксации Т,. Если к системе, находящейся полностью в равновесии, был приложен идеальный зг-импульс, то Мг(0 + ) = - Мо и выражение (4.6.1) принимает вид [c.250]

Точность инверсии продольной намагниченности может быть увеличена путем использования составных импульсов (разд. 4.2.7). Импульсная последовательность,описываемая выражением (4.2.55), позволяет компенсировать как эффекты, связанные с неоднородностью РЧ-поля, так и эффекты расстройки от резонанса. [c.251]

Если интервал времени Т между экспериментами недостаточен для полного восстановления намагниченности, то могут возникать систематические ошибки [4.199]. В случае когда поперечная намагниченность между экспериментами полностью спадает или искусственно устраняется, можно получить точные значения Т, даже если величина интервала Т становится значительно меньше той, которая необходима для получения пренебрежимо малой интерференции (Г>5Г1). Используя зондирующие импульсы с /3 = тг/2 точно, можно получить полностью насыщенное состояние, которое восстанавливается за каждый период ожидания Т в одинаковой степени. Этот метод был назван методом быстрой инверсии с восстановлением [4.200 — 4.202]. [c.252]

Кросс-релаксацию и ядерный эффект Оверхаузера можно изучать как одномерными, так и двумерными методами. Первоначально 1М-методом в основном измеряли стационарный эффект Оверхаузера селективно насыщался один сорт спинов и наблюдали изменение интенсивностей сигналов других спинов [9.22]. Более детальную информацию можно получать, регистрируя нестационарный эффект Оверхаузера, когда после селективной инверсии одного сорта спинов измеряется перераспределение намагниченности со временем [9.22, 9.24, 9.26, 9.27]. Двумерные эксперименты по NOE [9.1, 9.5, 9.28] тесно связаны с измерениями нестационарного NOE, но имеют большее преимущество, а именно позволяют проследить за всеми путями переноса намагниченности одновременно. [c.609]

Точные данные о временах релаксации Тх получаются в результате эксперимента, основанного на изучении скорости восстановления инвертированного вектора ядерной намагниченности (метод инверсии — восстановления ). Для этого используют последовательность 180- и 90°-ных импульсов, разделенных промежутком т. Первый, 180°-ный, импульс переворачивает вектор ядерной намагниченности М антипараллельно Но. Это состояние является неравновесным (гл. 1, 3) за время т процессы релаксации частично восстанавливают равновесную намагниченность Мо. Второй, 90° ный, импульс поворачивает вектор в плоскость ху, вслед за этим регистрируется сигнал ССИ. Для того чтобы получить возможно более точные оценки проводят эксперименты с постепенно изменяющимся временем т. [c.217]

Ранее отмечалось, что повсеместно встречаются породы, NRM которых антипараллельна направлению современного геомагнитного поля. Этот факт можно объяснить двумя способами или происходила инверсия геомагнитного поля и намагниченность пород зафиксировала это событие, или намагниченность пород подвергалась самообращению. Во втором случае NRM приняла направление, противоположное направлению внешнего магнитного поля, либо во время формирования породы, либо позже. Но возможность инверсий совместима с теорией динамо, а породы, подвергшиеся самообращению, довольно редко наблюдались в лабораторных условиях (Сох et al., 1964). Все это в большой степени свидетельствует в пользу реальности инверсий магнитного поля. Однако наиболее убедительное доказательство дают несколько других наблюдений. В стратиграфической колонке полярность NRM коррелирует с возрастом пород, но не с их минеральным составом. Одновозрастные породы из разных районов земного шара характеризуются NRM одной и той же полярности. Инверсии полярности одновременно записываются в породах по всему миру. Обожженная зона контакта в породе почти всегда характеризуется той же полярностью, что и обжигающая ее изверженная порода. Необожженная материнская порода часто обладает NRM, направление которой отличается от направления NRM зоны контакта. [c.107]

В случае тс-импульса, наоборот, важно полностью удалить иамагни-чениость в плоскости х — у. Здесь уже не помогает повышенная скорость прецессии вокруг В<.гг, поскольку при этом вектор попадает в плоскость X — г (рис, 4.96). Большие различия в эффективности инверсии намагниченности могут составлять основной источник ошибок в таких экспериментах, как обсуждающийся далее метод инверсии-восстаиовлеиия для измерения Т . [c.110]

Эта последовательность допускает ошибки в длителыюстн импульсов до 20% и отклонения от резонанса до 0,5 1 при снижении эффективности инверсии намагниченности ие более 1%. На примере поля В у в 50 кГц 99 Уо-ная эффективность инверсии будет достигаться прн задании длительности тг/2-импульса от 3 до 6 мкс в диапазоне +25 кГц вокруг резонанса. Это даст огромное преимущество прн тестировании новых экспериментов и не только за счет большой допустимой погрешности в длительности импульсов. [c.230]

Существует еще одна возможность пометить спин В. Эта возможность может быть реализована посредством инверсии намагниченности, соответствующей спину Б, селективным 180°-ным импульсом (inversion transfer). При этом эффект воздействия на состояние спина ядра А может быть обнаружен с помощью неселективного детектирующего импульса, который подается на спиновую систему спустя время X. В этом эксперименте с ростом X прежде всего уменьшается интенсивность сигнала от ядра А до значения, соответствующего минимальному, а затем возрастает вновь до величины, соответствующей значению для невозмущенной системы. [c.79]

Рис. 4.2.17. Экспериментальная проверка качества инверсии намагниченности, полученной с помощью трех составных импульсных последовательностей Л , н определяемых выраженямн [4.2.67], в зависимости от угла поворота импульса 0,6т/2 < Д < 1г/2 н параметра расстройки О < АВ0/В1 < 0,32. Заметим, что действие Л 2 при больших расстройках улучшается, если угол поворота меньше номинального значения т/2. (Из работы [4.87].)

АС) или — 2АН ч- АС. Таким обрачом, мы перенесли протонные разности заселенностей на углеродные переходы и прибавили их к существующим разностям Если сразу после этого подействовать на углеродную намагниченность 7t/2-импульсом и зарегистрировать сигнал, то мы получим дублет с интенсивностями компонент -)-5 и -3 (относительно интенсивности сигналов при прямом наблюдении без селективной инверсии), поскольку ДН = 4АС. Так как один из переходов получает отрицательный вклад от протонов, а другой-положительный, то говорят, что суммарный перенос иамагниченности отсутствует, но наблюдается разностный перенос поляризапии. Заметим, наконец, чго полная инверсия заселенностей не обязательна, достагочно будет любого неравного их возмущения. Именно в такой ситуации возникает SPT-эффект, обсуждавшийся в разд. 5.3.3 гл. 5. На рис. 6.3 представлен результат эксперимента SP1. [c.192]

Входящие в них импульсы должны создаваться без промежуточных задержек, но на практике это недостижимо, и между импульсами иногда нужно вставлять задержки в несколько микросекунд. Наибольший интерес для нас представляет л-импульс, который применяется как для инверсии г-намагниченности, так и для создания спинового эха. Мы еше вернемся к нему в гл. 10. Для того чтобы понять его работу, нужно рассмотреть траектории компонент иамагничеиности, первоначально находящихся на оси г, с увеличивающейся ошибкой компонент импульса (см., иапример, рис, 7.7). Составной импульс вставляется в нужную последовательность на место своего эквивалента. Для изменения его фазы следует на равные величины изменить фазы его компонент, так чтобы относительные фазы остались прежними. [c.229]

Вопреки ранним представлениям [4.86], составные импульсы, предназначенные для идеальной инверсии (Mj — М ), можно также использовать для рефокусировки поперечной намагниченности [4.108]. Всякий составной импульс, преобразующий в -М , может быть представлен как поворот на угол те вокруг вектора, лежащего в плоскости ху. Фаза этой эффективной оси поворота зависит от природы несовершенств и выбора составного импульса. [c.183]

В рамках полуклассической модели произведение 21кх5тг соответствует двум векторам протонной намагниченности, направленным в противоположные стороны вдоль осей дс во вращающейся системе координат. Импульс (я-/2) , поворачивает вектор, направленный вдоль оси - X обратно к оси z, а вектор, направленный вдоль оси + X, становится направленным вдоль оси — z. Таким образом, результирующий эффект последнего (тг/2) -импульса эквивалентен эффекту, получаемому при селективной инверсии одной из компонент дублета распространенных ядер /. Результирующее распределение населенностей, формально определяемое членом 2/ г5тг (продольный скалярный двухспиновый порядок, знак которго зависит от фазы <р = тг/2 последнего протонного импульса), накладывается на собственную зеемановскую поляризацию относительно 5-переходов, описываемую в выражении (4.5.43) слагаемым (ys/yl)Smz Для пары протон/углерод-13 (75/77 1/4) относительные населенности непосредственно перед последним (тг/2) -им-пульсом в последовательности ТМЕРТ-эксперимента равны [c.244]

Рис. 4.6.2. Селективная инверсия-восстановление (селективный перенос поляризации) намагниченности фосфора-31 в реакции аденолита киназы АТР -t- АМР 2ADP (аденозин тримоно- и дифосфатов) в химическом равновесии. Инвертированный сигнал при 10 м.д. соответствует суперпозиции а-фосфатов ADP и АТР. Для промежуточных значений времени задержки реакция вызывает уменьшение амплитуды сигнала фосфата АМР при -4 м.д. (Из работы [4.212].)

Полезно сравнить обменный 2М-метод, соответствующий схеме на рис. 9.1.1, <7, с обычным 1М-методом переноса намагниченности, который схематически показан на рис. 9.1.1, б и был рассмотрен в разд. 4.6.1.4. В одномерном случае используется селективный тг-импульс с частотой Од для инверсии поляризации Л/дг в одном заданном состоянии. Перенос и восстановление регистрируются точно так же, как и в обмеЕШОй 2М-спектроскопии, а имашо с помощью неселективного импульса. Оба метода применимы для изучения медленных процессов обмена. [c.582]

Импульсные методы. В методах импульсиого насыщения [55— 57] или инверсии Жг-компоненты намагниченности [58, 59] регистрируется изменение сигнала в спин-системе, которая находится в условиях резонанса в ненасыщающем поле Я , при воздействии импульсов СВЧ. [c.457]

Таким образом, благодаря следующим друг за другом инверсиям главного магнитного поля и постепенному раздвижению и наращиванию океанических плит в рифтовых зонах вытянутые вдоль них линейные участки океанической коры оказываются намагниченными в разной полярности, но обязательно симметрично по разные стороны от рифтовой зоны (см.рис. 1.4). Следовательно, океаническую кору можно рассматривать как магнитоактивный слой, в первом приближении состоящий из последовательности прямо и обратно намагниченных полос, вытянутых параллельно рифтовой трещине и симметричных относительно нее. В каждом конкретном случае ширина полосы аномального поля АГа океанического дна определяется как произведение линейной полускорости раздвижения плит на интервал времени, в течение которого геомагнитное поле сохраняло одинаковую полярность. [c.32]

В описанной выше спрединговой модели магни-гоактивного слоя блоки прямой и обратной намагниченности контрастно соседствуют друг с другом и не разделены переходной зоной. Такая модель предполагает, что магнитное поле Земли меняется мгновенно и аккреция новой океанической коры происходит вдоль некоторой линии (оси спрединга). В действительности же сейчас хорошо установлено, что зона генерации новой океанической коры (зона аккреции и неовулканическая зона) как на медленно, так и на быстро раздвигающихся хребтах имеет некоторую конечную ширину. В этом случае должно наблюдаться явление магнитной контаминации за счет смешения лав, излившихся в различные геомагнитные эпохи и, следовательно, имеющих разную полярность в случае частых инверсий геомагнитного поля [84]. [c.67]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология