Магнитный диполь магнитный

Парамагнетизм является результатом ориентации постоянных магнитных диполей в образце. Постоянные магнитные диполи обусловлены или спинами неспаренных электронов, или угловыми моментами электронов на атомных или молекулярных орбиталях. Электроны на орбиталях с /= 1, 2, 3. .. имеют угловой момент и поэтому обладают магнитным моментом. Ядра с магнитными моментами также характеризуются парамагнитными свойствами. Однако ядерный парамагнетизм составляет только одну миллионную долю парамагнетизма, обусловленного орбитальными моментами или спинами неспаренных электронов. Магнитные свойства ядер исследуют методом ядерного магнитного резонанса. [c.496]

Простейшим магнитом является магнитный диполь. Магнитные дипольные моменты представляют собой векторы и обозначаются через р., их абсолютные величины обозначаются как ц. Магнитный диполь — это маленький магнит. Его можно упрощенно представить себе как маленький круговой ток. Электрон и многие ядра — магнитные диполи. [c.495]

Образование двойников является простейшим примером структурирования магнитной дисперсной системы. Геометрически двойники первого и второго вида неразличимы, но по свойствам они отличаются радикально. Это различие легко обнаруживается по магнитной восприимчивости суспензии однодоменных частиц. Выше уже приводилась численная оценка магнитной восприимчивости взвеси однодоменных частиц. Она настолько высока, что взвесь должна будет намагнититься до насыщения даже в слабом магнитном поле Земли. При образовании двойников с параллельными магнитными моментами, в соответствии с формулой (3.9.72), магнитная восприимчивость взвеси должна стать в два раза больше по сравнению с восприимчивостью взвеси индивидуальных магнитных диполей. В действительности магнитная восприимчивость взвеси в слабом однородном поле на много порядков ниже расчетной величины [5]. Это означает, что преобладающий тип структуры двойников — антипараллельная ориентация магнитных моментов пары частиц. Равенство нулю величины магнитного момента двойников и более крупных блоков частиц объясняет почти нулевую величину фактической магнитной восприимчивости взвеси. [c.659]

Поучительно сравнить У (г) со взаимодействием между двумя магнитными диполями. Магнитное взаимодействие (3.5) приводит к потенциалу [c.56]

Сильное магнитное поле воздействует на магнитные диполи. Магнитный диполь — это макроскопическая или микроскопическая магнитная система, в которой северный и южный полюса, равные по величине и противоположные по знаку, находятся на некотором расстоянии друг от друга. [c.25]

Протон имеет спиновое число V (обычные углерод и кислород 0 имеют 1 = 0 и поэтому немагнитны). Если поместить магнитное ядро во внешнее магнитное поле, то окажется, что для магнитного диполя разрешен лишь дискретный набор ориентаций, т. е. эта система квантована. Магнитное ядро может иметь любую из (2/ + 1) ориентаций по отношению к направлению внешнего магнитного поля. Так, для протона (/ = 7г) во внешнем магнитном поле возможны лишь две ориентации, соответствующие энергетическим уровням [1Но (где Но—напряженность внешнего магнитного поля). Очевидно, что для ядра с / > 7г возможно большее число ориентаций, или энергетических уровней. Переход протона из одной возможной ориентации в другую может быть индуцирован поглощением или испусканием кванта энергии Е = Ьу = 2 1Ип (где V — частота поглощенного или испускаемого излучения). Так, для протонов в магнитном поле напряженностью 14 ООО э эта энергия соответствует частоте около 60 Мгц, т. е. попадает в диапазон УКВ и телевизионного вещания. [c.70]

Вследствие того что нейтрон обладает магнитным моментом, он должен испытывать взаимодействие с электронами и ядрами, как магнитный диполь. Магнитное взаимодействие нейтрона с ядрами ничтожно мало и не имеет практического значения. Магнитный момент электронов в тысячи раз больше [c.205]

Рис. 8.3. Четыре возможных расположения двух магнитных диполей во внешнем поле Вд (оно обозначено стрелками, направленными вверх). Система с конфигурацией А в поле любой величины находится в энергетически наиболее выгодном состоянии. Если диполи, расположенные так, как это показано на рис. Б, В, Г, могут находиться в одной из нескольких равновесных ориентаций, то в больших полях наиболее энергетически выгодна конфигурация В, а. в малых - конфигурация Г. Если же направление моментов диполей задано и совпадает с направлением внешнего поля, как на рис. и В, то в малых полях меньшей энергией обладает конфигурация Б. Справа приведены выражения для потенциальной энергии указанных конфигураций диполей, г-расстояние между диполями.

Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что основные взаимодействия между парамагнитными центрами в молекулах пека представляют собой магнитные диполь-дипольные обменные взаимодействия. Установлено, что обменные взаимодействия между парамагнитными центрами и свободными радикалами с другими молекулами пека протекают непосредственно между молекулами пековой мезофазы и других фракций пека. [c.95]

При действии магнитного поля Ега коллоидные растворы ферромагнитных материалов между частицами в дополнение к обычным поверхностным силам появляются магнитные дипольные силы. Во внешнем магнитном поле энергия взаимодействия магнитных диполей [c.123]

Простейший случай структурообразования — ориентация частиц, например, имеющих постоянный электрический или магнитный диполь, при действии на дисперсную систему электрического или магнитного поля. При этом частицы теряют возможность свободно вращаться в потоке, что ведет к увеличению коэффициента а до 4 и повышению вязкости до [c.157]

При повороте магнитного диполя во внешнем магнитном поле его потенциальная энергия меняется. Из курса физики известно, что эта энергия равна [c.70]

Существует также прямое взаимодействие векторов моментов магнитных диполей электрона и ядра, которое зависит от величины момента ядра и от угла, образуемого вектором ядро — электрон, с направлением магнитного поля. В изотропных системах при хаотическом движении частиц это взаимодействие усредняется. В общем случае, как и -фактор, константа СТВ а —величина тензорная. Только для изотропных систем этот тензор характеризуется одним параметром (сферическая симметрия), а для анизотропных систем имеет два (симметричный волчок — эллипсоид вращения) или три (асимметричный волчок) независимых параметра. Удобно разделить тензор СТВ на изотропную и анизотропную части. Анизотропная составляющая связана как раз с прямым дипольным взаимодействием и обратно пропорциональна кубу расстояния между ядром и электроном, усредненного по волновой функции электрона. При значительной анизотропии тензора СТВ спектры ЭПР сильно усложняются и для их анализа требуется компьютерная обработка с соответствующими программами, составленными по алгоритмам решения задач с разной записью гамильтонианов взаимодействия сложных систем с полем. [c.62]

В то же время магнитный дипольный момент ]1т1(ё) индуцируется переменным электрическим полем в направлении ё. Но электрическое поле излучения этого магнитного диполя направлено параллельно fie(B), совпадает по фазе и эквивалентно по амплитуде. В результате эти поля суммируются, так что имеем уравнение [c.178]

Диполь-дипольное взаимодействие. Каждая частица с неспаренным электроном является магнитным диполем с моментом [г, который создает локальное магнитное поле. Две частицы — диполи, находящиеся на расстоянии г, взаимодействуют друг с другом, что приводит к расщеплению линии поглощения. В среде, где таких частиц много, происходит уширение линии поглощения, вызванное диполь-дипольным взаимодействием. Обусловленная таким взаимодействием спин спиновая релаксация характеризуется временем Т . Вклад диполь-дипольного взаимодействия в ширину линии спектра ЭПР можно оценить, сняв спектр ЭПР при низкой температуре (например, температуре жидкого азота), когда спин-решеточным взаимодействием можно пренебречь. [c.298]

При отсутствии магнитного поля магнитные диполи всех ядер располагаются хаотически. Наложение внешнего магнитного поля Но приводит к тому, что ядерные магниты начинают прецессировать, т. е. вращаться подобно волчку вокруг оси, совпадающей с направлением магнитного поля, сохраняя определенный угол между вектором магнитного момента ядра и осью вращения. Ядра распределяются по [c.232]

Вне ядра потенциал Цд можно разложить по степеням г , причем в первом приближении потенциал ядра будет иметь вид векторного потенциала магнитного диполя ядра [c.211]

Ядра и электроны являются заряженными частицами, поэтому они создают вокруг себя электрические поля, а состоящие из них атомы, ионы и многоатомные частицы подвержены действию внешних электрических полей. Кроме того, многие ядра имеют не равный нулю внутренний момент импульса (спин), а электроны к тому же могут иметь отличный от нуля момент импульса, обусловленный их нахождением на соответствующих атомных или молекулярных орбиталях. Наличие у заряженной частицы момента импульса означает, что такая частица является магнитным диполем. Поэтому электроны и многие ядра являются источниками локальных магнитных полей и подвержены действию внешних магнитных полей. Все эти явления оказывают некоторое, иногда существенное влияние на химические свойства атомов и молекул. Вместе с тем они создают интересные возможности для изучения строения атомов и многоатомных систем. [c.87]

С помощью сдвигающих реагентов в принципе можно определять геометрию молекул в растворе [40]. Этот экспфимент обычно проводится в диапазоне быстрого обмена. Предполагают, что спектральные сдвиги протонного ЯМР, обусловленные СР, имеют по своей природе дипольный характер. В идеальном случае можно задаться структурой молекулы и рассчитать по уравнению (12.22) дипольные сдвиги для большого числа различных ядер исследуемой молекулы. Чтобы добиться соответствия расчетных и эксцфиментальных данных по сдвигу, меняют задаваемую структуру молекулы. Поскольку структура исследуемой молекулы и структура комплекса в растворе, как и величина и положение магнитного диполя металлического центра в комплексе, неизвестны, то в общей сложности система имеет восемь неизвестных. Что это за неизвестные, можно увидеть из рис. 12.10, где показан такой жесткий лиганд, как пиридин, связанный в комплекс с СР. Для определения ориентации молекулы относительно СР нужны четыре параметра 1) г—расстояние между металлом и донором 2) а — угол между связями металл — донорный атом и азот — орто-углерод 3) р—угол между плоскостью лиганда и магнитной плоскостью х, у металла 4) у — угол, характеризующий поворот плоскости молекулы лиганда относительно оси азот — пара-углерод. Кроме того, нужны два угла для определения ориентации магнитной оси относительно связи металл — [c.193]

Предположим теперь, что кроме постоянного поля Н приложено перпендикулярное к нему равномерно вращающееся малое магнитное поле Ях (рис. 3). Это приведет к появлению пары сил Ьопр = [ц X Ях, которая будет стремиться повернуть ядерный магнитный диполь путем изменения угла 0. Однако это происходит не всегда. Если частота вращения ядерного диполя и магнитного поля не совпадает, то единственным результатом их взаимодействия являются слабые периодические возмущения прецессии ядерного магнитного диполя. Наиболее сильное взаимодействие возможно в том случае, когда поле само вращается с ларморовой частотой, причем в ту же сторону, что и магнитное ядро, т. е. синхронно с этим ядром. В этом случае векторы ц и Я1 будут неподвижны один относительно другого. При таком совпадении частот и направлений вращения вектор ядерного магнитного диполя отклоняется от оси вращения Н , а именно если вращение поля Я1 опережает по фазе на 90 вращение диполя, то угол 9 возрастает если вращение поля Ях отстает по фазе на 90° от вращения диполя, то угол 0 уменьшится. В первом случае наблюдается поглощение энергии поля Ях ядерным диполем, во втором, наоборот, поле Я1 будет поглощать энергию ядерного диполя. [c.17]

Магнитные диполи и днполь-дипольиое взаимодействие. Как уже упоминалось ранее, ЯЭО обусловлен диполь-дипольным взаимодействием ядер. Осмыслить это утверждение не просто. Мы не знаем, что такое магнитный днполь, не говоря уже о взаимодействии диполей друг с другом. Рассмотрим сначала электрический диполь. Ои состоит из двух точечных зарядов-положительного и отрицательного (рис. 5.5). Мы воображаем его окруженным силовыми линиями, которые задают направление силы, действующей на помещенный в его поле тестовый положительный заряд. Магнитный же диполь-это просто удобная выдумка (магнитный монополь , т.е. аналог электрического заряда, видимо, не существует вообще). Она сделана на основе сходности силовых линий электрического диполя и петли с током на не слишком близком от иее расстоянии (рис. 5.5). Эта связь позволяет физикам [c.152]

Аналогично электрическим диполям, магнитные диполи могут быть индуцированы воздействием внешнего магнитного поля, а могут быть постоянными, т. е. существующими и в отсутствие внешнего поля. Возникновение тех и других обусловлено молекулярным или атомарным круговым электрическим током (движением электронов по орбитам) или ориентацией электронных магнитных моментов (электронных спинов). Сильное проявление магнетизма веществ связоно с наличием магнитного момента (спина) у электронов. При нечетном числе электронов в электронной оболочке атома он становится постоянным магнитным диполем, а соответствующее вещество — парамагнитным. В дальнейшем будут в основном рассмотрены растворы (дисперсные системы), в которых носителями магнитных свойств являются дискретные элементы (атомы, ионы, молекулы, коллоидные частицы), обладающие постоянным магнитным моментом т. Вне поля они ориентированы хаотично, и вещество не намагничено. Во внешнем поле возникает преимущественная ориентация магнитных моментов вдоль приложенного поля, и вещество в целом намагничивается (рис. 3.64). [c.656]

Механизм воздействия внешнего поля на взаимодействие магнитных диполей связан с тем, что вращательное тегиювое движение частиц вынуждает флуктуировать магнитные оси диполей вблизи направления суммарного поля Н, действующего на диполь. Средняя величина косинуса угла (Нт) между направлением поля Н и диполя т и есть функция Ланжевена ( ). В отсутствие внешнего поля при Я= Hi, следовательно, А, = . Поэтому при условии (3.9.81) и, согласно формуле (3.9.70а) i( ) = )1о г,Я / ЪкТ. Здесь использованы принятые выше индексированные обозначения магнитного момента т, и локального поля Я, партнеров по взаимодействию. Вращательная тепловая диффузия оси диполя nij не слишком сильно влияет на напряженность локального поля Hj. Согласно формулам (3.9.75) и [c.662]

Таким образом, полимер можно рассматривать как некоторое сочетание двух систем решетки и системы спинов. Эти системы слабо взаимодействуют между собой, так как магнитные диполи ( магнитные моменты ядер) обычно значительно сильнее взаимодействуют с внешним магнитным полем, созданным магнитом при проведении эксперимента по ЯМР, чем между собой (Яо>Ялок). Поляризация магнитных моментов ядер при приложенном внешнем магнитном поле оказывает решающее воздействие на ориентацию спинов в полимерной среде, и тепловое движение атомов лишь слабо влияет на порядок в расположении спинов. Если приложить магнитное ноле к полимерной среде, обладающей ядерными магнитными моментами, а затем убрать его, то начнется спад магнитной поляризации ядер, обусловленный их тепловым движением. Явление спин-решеточ-ной релаксации и иредставляет собой спонтанный спад магнитной поляризации в отсутствие внешнего поля, обусловленный тепловым движением атомов. [c.212]

Ядра некоторых изотопов характеризуются механическим снином, п вращаюгцийся заряд этих ядер создает магнитный момент. При помещении таких ядер в магнитное иоле взаимодействие этого поля с ядерпым магнитным диполем приводит к зависимости потенциальной энергии от угла между осью вращения ядра и направлением ириложенного магнитного поля. На основе квантовомеханических соображений можно сделать вывод, что разрешенными являются лишь некоторые дискретные энергетические уровни с соответствующими ориентациями оси спина и что поглощение энергии, приводящее к переходу ядер в спиновые состояния с более высокой энергией, может происходить лишь при V = = уНо 2п, где V — частота излучения, //о — напряженность магнитного поля в гауссах, а у — характеристический параметр данного изотопа, известный иод названием гиромагнитного отношения. [c.180]

Рис. 2. а - Вид сверху на проводящий шар с токовым диполем И (стрелка). Изображены линии равной интенсивности радиальной компоненты магнитного поля. Поле выходит из шара там, где линии сплошные, и входит там, где линии штриховые. б - Вид спереди на шар с токовым диполем Р. Тонкие линии со стрелками показывают линии токов в объеме шара. Толстой линией /э в обозначена эквивалентная токовая петля, соответствующая эквивалентному магнитному диполю т. В нижней части показан токовый диполь Рф, ввод 1мый для описания эффекта изменения формы при усечении шара (заштрихованный сегмент), в Вид справа на шар стоковым диполем Р, показываюшсий картину силовых линий магнитного поля

Как говорилось в гл. 9 (см. рис. 9.18), взаимодействие магнитного диполя электронного спинового момента с орбитальным моментом Ь 8 представляет собой спин-орбитальное взаимодействие. Изменение величины спин-орбитального взаимодействия в различных электронных конфигурациях также приводит к расщеплению термов, о которых уже шла речь. При рассмотрении этого эффекта широко используются две схемы так называемая схема взаимодействи.ч Рассела — Саундерса, нлк xe.ua Р 8-взаимодействия, и схема ] -взаимодействия. Если электрон-электронные взаимодействия приводят к большим энергетическим расщеплениям термов по сравнению с расщеплениями, обусловленными спин-орбитальным взаимодействием, пользуются первой схемой. В этом случае мы по существу рассматриваем спин-орбитальное взаимодействие в качестве возмущения энергий отдельных термов. [c.67]

Необходимо отметить совпадение числа первичных блоков N = 10) с числом радиальных диполей магнитного поля, при котором достигается хорошее согласование характеристик наблюдаемого и вычисленного полей (по данным Ф. Стейси). Схема конвекции веществ, приведенная на рис. 82, согласуется с выводом, что радиальные диполи нельзя рассматривать независимо от центрального диполч, имеющего значительно больший магнитный момент. С учетом сказанного о преимущественном развитии системы полостей пониженного давления Пэта схема объясняет ассиметрию центрального диполя, возможность изменения магнитного момента общего поля и его инверсию. Схема показывает, что источник самовозбуждения поля находится не в центре реактора, а выше поверхности СоСб, где образуются вторичные полости пониженного давления. [c.154]

Конвекция усиливает радиальные диполи магнитного поля и способствует образованию трех-пятирукавных спиральных систем. Преимущественное образование общего поля с центральным пиполем проявляется в ббльшей распространенности двухрукавных спиральных систем. [c.156]

Диполь— дипольное уширение в спектрах ЭПР. Так как неспаренный электрон обладает магнитным моментом, он должен рассматриваться как магнитный диполь, который является источником магнитного поля. Таким образом, каждая парамагнитная частица находится не только во внешнем магнитном поле, но также и в локальном поле окружающих ее других парамагнитных частиц. Если парамагнитные частицы расположены в образце беспорядочно, то величины локальных полей для разных частиц различны. Обозначим среднюю величину разброса напряженности локальных полей АЯлок. Тогда условия резонанса (IX.15) начнут выполняться при напряженности внешнего магнитного поля Явн=Яо—АЯдок. При этом частицы, находящиеся в локальном поле +АЯлок, окажутся в суммарном поле [c.235]

Таким образом, пространственная анизотропия СТС приводит к результатам, во многом аналогичным анизотропии g -фактора. Константа СТС является тензором, который имеет три главных зиачения. Па рис. 87 приведен спектр радикала НСО, зарегистрированный при 77 К. Форма компонент СТС, возникших в результате расщепления па протоне, указывает на аксиальную анизотропию константы сверхтонкого расщенлення (ср. с рис. 82). Анизотропное взаимодействие резко падает прн увеличении расстояния между магнитными диполями. Поэтому, например, анизотропное взаимодействие с протоном, находящимся в р-положении к атому углерода, на рг-орбитали которого локализован неспаренный электрон, практически ие проявляется. [c.245]

Согласно принципу неопределенности Гейзенберга АхАЕ=/г, время жизни в данном энергетическом состоянии влняст па определенность зиачения энергии в этом состоянии. Следовательно, от величины Т должна зависеть ширина резоиаисной линии. Поглощенная энергия может передаваться частицами не только за счет теплового движения, но и за счет так называемого спин-спинового взаимодействия. В ядерном магнитном резо 1аисе такое взаимодействие обычно наблюдается у связанных друг с другом частиц с магнитным енином. На каждый магнитный момент ядра действует не только постоянное магнитное поле Яо, но и слабое локальное ноле Ялок, создаваемое соседними магнитными ядрами. Магнитный диполь на расстоянии г создает поле для протона это поле равно 14 Э на расстоянии 1 А. С ростом г напряженность поля Яло быстро падаст, так как существенное влияние могут оказывать только ближайшие соседние ядра. По величине разброса локального поля Ядок при помощи уравнения резонанса мол<но найти разброс частот ларморовой прецессии [c.256]

Такой тип релаксации обычно сильно проявляется в твердых телах и очень вязких жидкостях, когда взаимодействующие частицы оказываются во множестве локальных полей соседних магнитных диполей. В твердых телах обычно 7 2<с7 1, т. е. спин-спиновое взаимодействие оказывается сильнее спин-решеточного и дает основной вклад в ширину линии. В жидкостях вследствие быстрого движения молекул локальные магнитные поля усредняются и основным вкладом в и1ирину линии является спин-решеточная релаксация. [c.257]

На основе современной электроииой теории радикалом можно считать группу атоков, в которой у одного атома (углерода, азота) нет полного октета электронов, при этом обычно не хватает одного электрона. Следовательно, в свободном радикале имеется неспаренный электрон. По этой причине радикалы представляют собой постоянные магнитные диполи. Если они попадут во внешнее магнитное поле, то будут ориентироваться таким образом, что их собственные магнитные поля усилят приложенное магнитное поле, которое затем их притянет. Такие вещества называют парамагнитными. Поэтому надежным признаком радикального характера является парамагнетизм соединения. [c.495]

Полученный этим методом коллоидный раствор магнетита имеет частицы радиусом 6-1-8 нм. Каждая частица является посто-янпы.м магнитным диполем с магнитным моментом (2- -4) У ХЮ- аДж/Т. [c.126]

Дисперсные системы с цепочечной структурой подобны полимерам в структурном отношении и, следовательно, В отношении природы упругости. В обоих случаях упругость может быть обусловлена распрямлением цепей (клубков) под действием растягивающей силы /. Эта сила соз. дает на каждом звене цепочки ориентирующий момент силы /ГцЗша, аналогичный моменту силы р,о[г 5ша, действующей на магнитный диполь в поле Е, где а—угол [c.213]

Среди методов реологических исследований особое место занимает микрореологтеский метод. Особенность его в том, что он не требует каких-либо реологических приборов и сводится к измерению статической намагниченности исследуемой системы. Для этого в нее вводят 0,5—5% от массы системы (в зависимости от чувствительности магнитометра) магнитного порошка, частицы которого представляют собой постоянные магнитные диполи (единичные домены) с размером частиц около 1 мкм. Так как одноименные частицы склонны к слипанию, их можно вводить в пластичные системы. [c.224]

Поиск каких-либо общих формул, связывающих ДЯг со структурой или характером молекулярной подвижности, лишен смысла. Описывать спектр ЯМР вторым моментом можно лишь тогда, когда движение неизотропно, т. е. остается неусредняемая часть ДЯг или какие-то локальные формы движения лишь частично усредняют магнитные диполь-дипольные взаимодействия. Поэтому детализировать формулу (VIII. 5) можно только в частных случаях. Например, когда в поликристаллическом или аморфном твердом теле имеются СНз-группы, свободно вращающиеся вокруг оси 3-го порядка, вклад в ДЯ от СНз-группы уменьшается в четыре раза по сравнению с тем, что следует из формулы (VIII. 5). [c.270]

Спин-спиновую связь ядер рассматривают иногда как суммарный результат трех эффектов взаимодействия ядер и электронов. Во-первых, магнитный момент ядра оказывает воздействие на электрическое поле, обусловленное орбитальным движением электронов, а это поле, в свою очередь, взаимодействует с магнитным моментом другого ядра. Во-вторых, имеет место взаимодействие магнитных диполей, в котором участвуют не только ядра, но и электроны. И, наконец, учитывая симметрию атомных s-op-биталей, надо иметь в виду отличную от нуля электронную спиновую плотность на ядрах — так называемое контактное взаимодействие Ферми. При спин-спиновой связи протонов именно это взаимодействие является наиболее важным. [c.29]