Излучение магнитного диполя

Таким образом, мы видим, что вероятность перехода, обусловленная излучением магнитного диполя или электрического квадруполя, будет незначительной по сравнению с [c.153]

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]

В спектроскопических методах аналитический сигнал возникает при поглощении или испускании квантов электромагнитного излучения — фотонов. Это возможно, если атом, молекула или ион имеет энергетические уровни, разница между которыми равна энергии фотона. Аналитический сигнал тогда появляется вследствие перемещения электронов с одного уровня на другой, изменения колебательной и вращательной энергии молекулы, изменения энергии при различной ориентации магнитных диполей данной частицы в магнитном поле. [c.19]

Согласно классической, теории, осциллирующий электрический диполь излучает. Аналогично должны сопровождаться излучением колебания магнитного диполя и электрического квадруполя. Однако излучение магнитного диполя и электрического квадруполя значительно слабее излучения электрического диполя поэтому, особенно при изучении спектров свободных радикалов, излучения этих типов не существенны при элементарном рассмотрении. И только ради полноты в настоящую книгу включены правила отбора для этих типов излучения. [c.55]

Показать, что поле излучения магнитного диполя получается заменой на 8 и — 8 на и подстановкой М вместо Р в (4.35). Показать, таким образом, что для магнитного дипольного излучения [c.96]

Согласно классическим представлениям излучать (поглощать) электромагнитные волны способны колеблющиеся электрический и магнитный диполи (а также соответствующие мультиполи). В стационарном состоянии электронный заряд симметрично распределен относительно ядра, и распределение это не изменяется, т. е. нет ни диполя, ни его изменения. Поэтому нет ни излучения, ни поглощения. [c.35]

Появление всех сигналов в области спектров электромагнитного излучения объясняется переходами между дискретными энергетическими состояниями. В оптической области спектра (ИК. .. УФ) наблюдают переходы электрических диполей, в магнитной резонансной спектроскопии исследуют переходы магнитных диполей. Вероятность переходов определяется правилами отбора. [c.179]

Вероятности переходов. Обозначим состояние электрического или магнитного диполя с более низкой энергией индексом (0), а состояние с более высокой энергией индексом (I). Взаимодействие с электромагнитным излучением происходит только тогда, когда его частота совпадает с резонансной частотой, определяемой уравнением (5.1.1) [c.179]

Если переходы типов 1 и 2 являются действительно g <—> g- или м-нереходами, то испускаемое или поглощаемое излучение должно быть магнитным дипольным или электрическим квадрупольным (или и тем и другим) [32, 73]. Сказанное выше подтверждено для спектров свободных ионов космического происхождения в случае типа 2, но в таких случаях это возможно только потому, что время между дезактивирующими столкновениями (от водящими энергию от возбужденных состояний) достигает 10— 10 сек даже при температурах 10 °К, так как плотность вещества составляет только —10" —10" г/см . Эйнштейновские полупериоды жизни для спонтанного излучения меньше этих величин [46], и, следовательно, может испускаться электрическое квадрупольное или магнитное диполь-ное излучение (или и то и другое). [c.261]

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]

Все сказанное нами здесь об электрическом дипольном излучении справедливо и для магнитного диполя, если мы заменим Р на М, так как зависимость М от от (4.34) та н<е, что и зависимость у Р. [c.102]

Следует ожидать, что молекула с постоянным магнитным диполем будет взаимодействовать с магнитной компонентой электромагнитного излучения. Обычно даже при облучении молекул в широком диапазоне частот не удается обнаружить поглощения, которое можно было бы приписать магнитным взаимодействиям. Однако, если образец поместить в статическое магнитное поле, на одной или нескольких характеристических частотах можно обнаружить поглощение, обусловленное изменением магнитного дипольного момента. [c.10]

Взаимодействие магнитных диполей с электромагнитным излучением [c.21]

Наиболее важной проблемой, с точки зрения аналитического применения метода, является природа процессов релаксации в жидкостях. При рассмотрении возможности передачи энергии путем спонтанной эмиссии, теплового излучения, электрических взаимодействий показано, что найденные экспериментально времена релаксации Т, и Та, например, протонов воды могут быть объяснены лишь при учете магнитных взаимодействий между частицами через локальные магнитные поля. Локальные поля будут флуктуировать, поскольку молекулы в растворах совершают трансляционные, вращательные и колебательные движения. Компонента создаваемого таким образом переменного поля с частотой, равной частоте резонанса, вызывает переходы между энергетическими уровнями изучаемого ядра совершенно так же, как и внешнее радиочастотное поле. Скорость процесса, приводящего к выравниванию энергии в спиновой системе и между спиновой системой и решеткой , будет зависеть от распределения частот и интенсивностей соответствующих молекулярных движений. При эюм следует учитывать следующие виды взаимодействий магнитное диполь-дипольное, переменное электронное экранирование внешнего магнитного поля, эле.ктрпческое квад-рупольное взаимодействие (эффективное для ядер с / > /2), спин-вращательное, спин-спиновое скалярное между ядрами с разными значениями I. [c.739]

На этой стадии рассмотрения целесообразно обсудить смысл Г . Поскольку — сумма всех компонент Лг в единице объема, 0 2 может изменяться, только если. некоторые из магнитных диполей изменят свое спиновое состояние так, чтобы изменилось Мз. В отсутствие внещнего поля излучения это может произойти лишь путем обмена энергией с окружающей средой (решеткой). Такой обмен энергией осуществляется при индуцированных решеткой переходах между спиновыми уровнями системы Т1 — это время, которое характеризует спин-решеточное взаимодействие , поэтому его называют временем спин-решеточной релаксации . [c.210]

Знак эффекта Коттона для и Еа может быть получен очень просто при рассмотрении связанных с ними векторов электрического и магнитного диполей. Рассмотрим два перехода, разрешенные для дипольного электрического излучения, локализованные в точках 1 и 2, поляризованные вдоль осей хну соответственно и связанные, чтобы дать два перехода и Ток индукции [c.226]

В спектрах ЯМР твердых образцов влияние прямого диполь-дипольного взаимодействия близлежащих магнитных диполей ядер проявляется сильнее, чем в спектрах жидких образцов, что может затруднять определение химических сдвигов. По этой же причине для подавления спин-спинового взаимодействия в твердых образцах необходимо более мощное радиочастотное излучение, чем в спектроскопии растворов. Все это не позволяет использовать спектрометр ЯМР, предназначенный для жидкостей, при исследовании твердых тел (обратное неверно). [c.294]

Свет может взаимодействовать с веществом различным образом поглощаться, излучаться или рассеиваться. Несмотря на то, что процессы, сопровождающие эти взаимодействия, соверщенно различны, многие аспекты взаимодействий первых типов важны для понимания процесса рассеяния. Используя классическую теорию, можно показать, что осциллирующий диполь независимо от того, индуцированный ли он или постоянный, генерирует электромагнитное излучение. Одним из примеров упомянутых выще аспектов может служить близкое сходство между пространственным распределением комбинационного рассеяния и излучений диполя, квадруполя и магнитного диполя. [c.9]

Согласно предположению (46) на стр. 422, осциллирующий магнитный диполь должен излучать точно так же, как и электрический диполь. Поэтому такое расположение должно приводить к появлению излучения с электрическим полем, величина которого составляет [c.467]

Согласно предположению 46 (стр. 422), этот осциллирующий магнитный диполь вызывает появление рассеянной волны, у которой магнитное поле копланарно с Ед. Поэтому электрическое поле излучения, обусловленного jiy, параллельно полю излучения, обусловленного т , и фаза совпадает с фазой излучения, обусловленного т . [c.471]

Поглощательная и излучательная способности молекул — магнитных диполей по порядку величины близки к поглощательной и излучательной способности квадруполя. Модель магнитного диполя отличается от квадруполя распределением излучения в пространстве (рис. 6,-3) и поляризацией излучения—см. 20 модель применяется для описания некоторых случаев метастабильных состояний молекул [512, 515, 518]. [c.38]

Современная методика исследования спинов ядер и особенно их магнитных моментов включает также так называемый метод резонансного поглощения. Магнитные диполи ядер со спином I в сильном внешнем магнитном поле могут принимать 21 + 1) различных ориентаций. Разности энергий этих 21 4- 1) состояний соответствуют радиочастотной области, а их величины определяются гиромагнитным отношением, т. е. отношением магнитного момента к спину. Следовательно, при частотах, соответствующих переходам от одного состояния к другому, будет наблюдаться резонансное поглощение радиочастотного излучения. По резонансной частоте можно определить гиромагнитное отношение и магнитный момент — последний в том случае, если известен спин. В некоторых случаях спин может быть определен самостоятельно, так как интенсивность поглощения является функцией I (и других факторов). [c.45]

Строение молекул изучают физическим и химическим методами. Из физических свойств наибольшее значение имеют погло-ш,ение и отражение различных излучений (рентгеновские, электронные, нейтронные лучи), спектры поглощения и испускания широкого диапазона частот, магнитные и электрические взаимодействия (магнитная восприимчивость и проницаемость, электрические моменты диполей и поляризация), механические, тепловые, электрические и др. Для заключения о строении вещества сопоставляют информацию, полученную разными методами. Рассмотрим некоторые физические методы исследования. [c.63]

Если приложить к образцу в спектрометре ЯМР очень мощный импульс электромагнитного излучения, то практически все ядра могут перейти в возбужденное магнитное состояние. Если сразу вслед за этим приложить еще один импульс, то поглощение энергии будет невелико, так как система насыщена. В наиболее широко применяемых спектрометрах ЯМР для уменьшения эффекта насыщения используют радиочастотное поле малой интенсивности. Однако в импульсных ЯМР-спектрометрах с фурье-преобразованием. применение мощных импульсов приводит к высокой степени насыщения. Использование повторных импульсов не позволяет получать полезную информацию, если возбужденные ядра не релаксируют достаточно быстро в состояние, характеризующееся равновесным распределением энергии. Релаксация происходит за счет взаимодействий ядер с флуктуирующими магнитными полями окружения. Релаксация органических молекул в растворе происходит в основном за счет флуктуаций, обусловленных движением электрических диполей, находящихся в непосредственной близости. Однако даже при наличии таких взаимодействий времена релаксации протонов в воде могут измеряться секундами. [c.345]

Вычисление переходного диполя для магнитного перехода совсем несложно. Взаимодействие магнитной компоненты электромагнитного поля излучения с ядерным магнитным моментом системы приводит к изменению квантового числа т. Чтобы произошло изменение т, вектор напряженности поля излучения должен быть перпендикулярен направлению г (см. разд. 8.4). Следовательно, если напряженность магнитного поля направлена вдоль оси г, то поле излучения должно быть направлено в плоскости ху. Функциональные свойства х- или у-компоненты дипольного оператора совпадают со свойствами операторов или 1у. Выберем из них 7л и воспользуемся тем, что, согласно выражению (17.15), [c.366]

Рассеяние, как уже отмечалось, является специфическим свойством коллоидных систем. Суть этого явления заключается в том, что световая волна, попадая на коллоидную частицу, изменяет направление своего распространения, причем так, что свет от частицы начинает распространяться во все стороны, т. е. рассеивается. Причина такого поведения световой волны в том, что она, как источник переменного электрического поля, вызывает поляризацию частиц — индуцирует в них переменный (осциллирующий) дипольный момент. Ориентация наведенного диполя совпадает с ориентацией электрической компоненты световой волны, а величина и знак меняются синхронно с напряженностью и знаком электрического по.оя волны. Поэтому частота осцилляции наведенного диполя равна частоте падающей световой волны. По законам электродинамики, суть которых выражается уравнениями Максвелла, всякий электрический (или магнитный) осциллятор излучает в пространство электромагнитные волны. В данном случае эту функцию выполняет коллоидная частица. Частота излучаемых волн равна частоте падающего на нее света. Пространственное распределение излучения неравномерно (рис. 3.132). Его интен- [c.746]

Сила линии — с точки зрения наблюдений ее интенсивность при визуальной оценке, а с точки- зрения теории сумма квадратов матричных амплитуд электрического дипольного момента для излучения электрического диполя, магнитного дн-польного момента для излучения магнитного диполя и квадру-польпого момента для излучения электрического квадруполя. Первый тип излучения электромагнитных воли является основным, а два других типа испускаются, например, в оболочках не- [c.190]

Локальные магнитные поля могут создаваться парамагнитными частицами, окружающими резонирующую молекулу пли свободный радикал. Однако в этом случае ориентация парамагнитных частнц относительно резонирующей частицы не имеет дискретного характера. Следовательно, поглощение может наблюдаться в некотором диапазоне значений В, близких к величине hv/g , что будет проявляться в уширении линии магнитного резонанса. Это уширение называют диполь-дипольным уширенпем, так как оно связано с взаимодействием резонирующего магнитного диполя с окружающими диполями. При этом локальные иоля проявляют себя лип1Ь в случае, если время пребывания резонирующей частицы в каждом локальном поле соизмеримо или больше 1/у. Рхли же это время существенно меньше из-за быстрого движения, например вращения, резонирующей частицы, то за время одного периода колебания падающего электромагнитного излучения локальные поля усреднятся и не будут искажать внешнее магнитное поле В. Таким образом, диполь-дипольное уширение характерно для относительно малоподвижных частиц, например для частиц твердого тела, для [c.43]

В классической электродинамике электрическое дипольное излучение испускается переменными электрическими диполями. При этом напряженность магнитного поля всегда перпендикулярна направлению распространения волны. Напряженность электрического поля вблизи диполя может иметь составляющую и вдоль вектора распространения. Магнитное дипольное излучение испускается перейенными магнитными диполями, т. е. переменными замкнутыми токами. В этом случае напряженность электрического поля всегда перпендикулярна вектору распространения, а напряженность магнитного поля может иметь составляющую вдоль вектора распространения. [c.456]

Другие вклады в ширину линии в отсутствие реакции. В жидкостях с высокой вязкостью, например в глицерине (и в твердой фазе), еще один фактор определяет ширину линиг. Если ядра долгое время сохраняют одной то же относительное положение, следует считать, что они находятся в несколько различных полях из-за локальных полей, обусловленных соседними магнитными диполями. Однако в большинстве жидкостей дипольное взаимодействие усредняется до нуля в результате быстрых прыжков молекул и не приводит к значительному уширению линии. Что касается спонтанной эмиссии излучения, то верхний энергетический уровень является чрезвычайно долго живущим и можно пренебречь его вкладом в ширину линии по сравнению с другими факторами. [c.233]

Вопросы стереохимии оптически активных комплексных соединений уже, обсуждались в разд. 2.3.1. В настоящем разделе будет кратко рассмотрена физическая природа этого явления и проанализирована та информация, которую можно получить, исследуя оптическую активность комплексных соединений. Взаимодействие оптически активных изомеров с плоскополяризованным светом обнаруживается по вращению плоскости поляризации пучка света влево или вправо в зависимости от конфигурации изомера. При этом полезно помнить, что свет, т. е. электромагнитное излучение, представляет собой электрическое и магнитное поля, колебания которых перпендикулярны друг другу. В каждый данный момент времени эти поля изображаются соответствующими электрическим и магнитным векторами, перпендикулярными направлению распространения света. В случае поляризованного света электрический вектор колеблется в одной и той же плоскости, а магнитный в другой, которая перпендикулярна первой. Если вектор электрического поля наблюдается в направлении распространения светового луча, то изменение колеблющегося вектора во времени для данной волны будет таким, как это изображено на рис. 2.27. Этот электрический вектор можно рассматривать как результирующий вектор двух равных векторных составляющих электрического поля одной, которая вращается влево ( г), и другой, вращающейся вправо Ег) (ср. рис. 2.28). Когда такой плоскопо-ляризованный свет проходит через оптически активную среду, электрическая составляющая поля взаимодействует с электрическим диполем вещества. Те оптически активные изомеры, которые обладают магнитным диполем, взаимодействуют также с магнитной составляющей поля. Ниже мы ограничимся обсуждением только случая взаимодействия электрической составляющей поля с электрическим диполем вещества, так как магнитное взаимодействие интерпретируется аналогичным образом. И электр ческое поле излучения, и электрический диполь вещества изображаются отдельными векторами, так что их взаимодействие можно проиллюстрировать простой векторной моделью. Электрический диполь- [c.84]

Этот тензор (или диада) антисимметричный. При рассмотрении поля излучения осциллирующего магнитного диполя (см. гл. I) было показано, что магнитный дипольный момент может быть представлен в виде векторного произведения двух векторов. Поэтому рассеянное излучение, связанное с антисимметричным тензором, можно рассматривать точно так же, как и излучение осциллирующего магнитного диполя. Например, тензору [c.50]

Предположение 46. На основании уравнений Максвелла можно показать, что магнитный диполь, момент которого синусоидально изменяется со временем, будет испускать излучение, для которого направление магнитного поля лежит в той же плоскости, что и направление диполя. Напряженность поля этого излучения имеет точно такую же величину, как и поле излучения осциллирующего электрического диполя такой же величины. Это означает, что амплитуда т в (А-56) может соответствовать как электрическому, так и магнитному дипольному моменту, причем единицами измерения будут соответственно электростатические или электромагнитные единицы. [c.422]

Поляризационные диаграммы. Элементарные излучатели поглощения и излучения не всегда можно уподоблять линейным электрическим диполям. В некоторых случаях они обладают свойствами электрического квадруполя или магнитного диполя. С. И. Вавилов предложил определять мультипольность элементарных излучателей при помощи поляризационных диаграмм, представляющих зависимость поляризации люминесценции от направления наблюдения и положения электрического вектора возбуждающего света. [c.454]

Размерность То — секунды на число переходов п- т То называется временем жизни возбужденного состояния п. Приняв максимальную силу осциллятора (единица), для То получим нижний предел порядка 10 для процесса испускания излучения электрическим диполем в видимой области. Так как вероятности переходов для магнитного дипольного и электрического квадру-лольного переходов в 10 и 10 раз слабее, чем для электрического дипольного перехода ([1], стр. 21), среднее время испускания магнитного диполя и электрического квадруполя больше чем 10 и 1 сек соответственно. Такие возбужденные состоян11я называются метастабильными. Используя выражения (3-41), (3-45) и (3-46), можно получить соотношение между излучательным временем жизни возбужденного состояния То и экспериментально определяемым интегралом е (в шкале частот со) [c.139]

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]

Теперь рассмотрим влияние небольшого магнитного поля Яь перпендикулярного к Яо- Я1 стремится отклонить диполь в плоскость ху (рис. 2.1), но это действие сравнительно малоэффективно до тех пор, пока Я1 не врап ается вокруг оси Яо с той же угловой частотой О), что и частота прецессии. Если враш,ение Hi медленно изменять, проходя частоту прецессии, то при достижении частоты прецессии угол 0 будет сильно изменяться, что соответствует обмену энергией между прецессируюш им ядром и враш,аюш,имся полем Я1. Это явление есть не что иное, как вид резонанса, так что теперь становится понятным термин ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Обмен энергии соответствует поглон ению или испусканию излучения, и его можно регистрировать методами, которые будут описаны ниже (разд. 3.1). Элементы экспериментального устройства, необходимого для регистрации сигналов ЯМР, вытекают из приведенных выше рассуждений ядро нужно поместить в постоянное магнитное поле Яо и затем подвергнуть действию электромагнитного излучения таким образом, чтобы магнитное поле Я1 последнего вращалось вокруг оси Яо с необходимой угловой частотой. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология