Время релаксации поперечной

Спин-спиновая релаксация и Т . Ядро может передавать свою энергию соседним ядрам того же рода в результате обмена спином. Это называется спин-спиновой или поперечной релаксацией . Эта релаксация не изменяет населенности спиновых состояний и, следовательно, оставляет неизменным расщепление энергий. Соответствующее время релаксации обычно обозначают Т . Для большинства жидкостей в отсутствие реакции оно сравнимо с (около 1—10 сек). [c.232]

Рис. 10а. Поперечное время релаксации протонов воды, адсорбированной на силикагеле [18].

Рассмотрим поведение макроскопической намагниченности во вращающейся системе координат (рис. 5.26). Пусть поле Я , направленное вдоль оси х, в течение некоторого времени действует на систему спинов. В результате такого воздействия вектор макроскопической намагниченности отклонится от оси г в сторону оси у. Составляющую макроскопической намагниченности вдоль оси у можно экспериментально зафиксировать. Поскольку эта намагниченность перпендикулярна полю Яд, ее называют поперечной . После выключения поля поперечная намагниченность реальной системы взаимодействующих спинов не может оставаться неизменной. Статическое взаимодействие магнитных диполей, особенно эффективное в вязких жидкостях или твердых телах, обусловливает большой разброс значений локальных полей в месте расположения однотипных магнитных ядер и, следовательно, разброс резонансных частот для них. В невязких жидкостях основной причиной разброса резонансных частот становится неоднородность магнитного поля, напряженность которого не может быть абсолютно одинаковой во всем объеме образца по чисто техническим условиям. Эти причины приводят к тому, что магнитные моменты отдельных ядер движутся по или против часовой стрелки в плоскости х у (см. рис. 126). В неподвижной системе координат это означало бы отставание или опережение вектора Я . Результатом такого расхождения векторов магнитных моментов по фазе является экспоненциальный спад поперечной намагниченности с характеристическим временем Тз, называемым временем спин-спиновой или поперечной релаксации. Время релаксации Т2 в основном определяет ширину линии сигнала ЯМР-ширина на середине высоты сигнала (у г) связана со временем Т2 простым соотношением [c.302]

Здесь О — средняя площадь поперечного сечения молекулы, испытывающей действие силы. Первое из этих выражений в сочетании с законом Стокса позволяет найти время релаксации [c.71]

Для анализа временной зависимости намагниченности мы, кроме того, должны рассмотреть релаксационные эффекты. Эти эффекты были введены Блохом феноменологически в уравнения (XI. 15). Время релаксации Ti характеризует поперечную намагниченность в плоскости х, у, в то время как изменение продольной намагниченности вдоль оси z определяется временем Ti. Таким образом, в окончательной форме уравнения Блоха принимают вид [c.428]

Второе время релаксации Т часто называют временем спин-спиновой (или поперечной) релаксации. Этот процесс, приводящий к большему уширению линий, обусловлен взаимодействием магнитных диполей между собой такие взаимодействия наблюдаются в твердых телах и в вязких жидкостях в тех случаях, когда некоторые атомные ядра способны сохранять свое пространственное положение в течение некоторого времени. В этих условиях T a обычно бывает больше Тх- Величина определяется из выражения [c.469]

Причину прямой зависимости интенсивности сигнала от Т 2 [уравнение (9.38)] нетрудно понять. Напомним, что Т2 — это время релаксации поперечной составляющей намагниченности () к равновесному нулевому значению. Ясно, что чем меньше Т2, тем меньше стационарное значение [см. уравнение (9.29в) при 7 Ч ху Т2 < П- Следовательно, вращающий момент х который приводит к изменению Л/ , уменьшае-ся и как результат этого уменьшается поглощение. [c.146]

Экспериментальные методы исследования ядерного магнитного резонанса позволяют непосредственно наблюдать сигнал резонанса и измерять продольное Х и поперечное Тз времена релаксации. В опытах по ядерному резонансу исследуемое вещество (образец) помещается в цилиндрическую катушку индуктивности настроенного высокочастотного контура, связанного с генератором высокой частоты. Перпендикулярно оси катушки прикладывается сильное постоянное магнитное поле Яо, поляризующее ядерные моменты в образце. [c.217]

К полярным эластомерам относятся бутадиен-нитрильные каучуки СКН-18, СКН-26 и СКН-40. Их релаксационные спектры отличаются от спектров неполярных эластомеров тем, что наряду с -релаксационными переходами здесь наблюдается еще и л-процесс. В полярных эластомерах между полярными группами в макромолекулах (в бутадиен-нитрильных эластомерах — СЫ-группы) возникают локальные диполь-дипольные поперечные связи, которые являются одним из видов физических узлов молекулярной сетки эластомера. Они более стабильны, чем микроблоки надмолекулярной структуры (образованные полибутадиеновыми участками цепей), и менее стабильны, чем химические поперечные связи. В результате л-процесс (см. рис. 12.6), природа которого объясняется подвижностью локальных диполь-дипольных связей, характеризуется временем релаксации Тя большим, чем времена релаксации Я-процессов, и меньшим, чем время химической релаксации сшитого эластомера. [c.348]

Длинные времена релаксации Т и большие амплитуды ВЧ-поля уменьшают, следовательно, интенсивность сигнала, т. е. насыщают резонансную линию. По аналогии с рис. VII. 7 на рис. VII. 9 показано изменение поперечной намагниченности в случае наложения более сильного поля В. Вместо окружности вектор Мх, / описывает эллипс, короткая ось которого совпадает с осью у. Диаграмма также показывает, что для кривой дисперсии, записанной для йМх/Ш, не ожидается никакого эффекта насыщения, однако ширина линии очень сильно возрастает. Более короткие времена релаксации, с другой стороны, уширяют резонансные линии. Это является результатом уменьшения времени жизни ядер в возбужденном состоянии, что приводит к неопределенности в значении разности энергий. Согласно принципу неопределенности, [c.236]

Можно измерить время релаксации Т с помощью простой последовательности эквидистантных /3-импульсов, изучая насыщение как функцию либо интервала между импульсами (так называемый метод последовательного насыщения [4.204]), либо угла (метод переменного угла нутации [4.205 — 4.207]). Эти методы дают надежные результаты только в тех случаях, когда поперечная интерференция полностью подавлена за счет диффузии спинов в градиентных (импульсных) полях. [c.253]

Поскольку времена релаксации очень велики, сравнительно просто получить скорости сдвига 5, большие 1/т , и исследовать получающиеся свойства. Удобно работать при постоянном , когда молекулы достигают стационарного состояния с конечными конформационными возмущениями. Этого можио достичь только при поперечном сдвиге. Для разбавленных растворов (гл. 6) мы не рассматривали ситуаций поперечного сдвига, поскольку они вели к малым ( и поэтому [c.268]

Характерное время поперечного перемешивания (время релаксации) должно быть достаточно мало в сопоставлении с характерным временем процесса. Например, для массопередачи с химической реакцией должно выполняться условие TJ. тr, где Тг — характерное время реакции. Если же TJ.>>Tr, [c.161]

В табл. Н.7 приведены некоторые данные [361] по величинам зацеплений, определенные различными методами. В табл. Н.7 имеются такие обозначения V — вязкость, Т2 — поперечное время релаксации из данных ЯМР, Е — модуль Юнга, 2 релаксационный модуль, соответствующий области каучукоподобного состояния, О — модуль сдвига, / — податливость при сдвиге, / — упругая податливость при сдвиге, /"—-податливость потерь при сдвиге, с — концентрация раствора, б — фазовый угол между напряжением и деформацией, V — объемная. доля полимера. О — упругий модуль сдвига, 0(/) — псевдоравновесный модуль сдвига, О—податливость при растяжении, АЯ — энергия образования зацеплений, Н—спектр времен релаксации при сдвиге. [c.205]

Т1 — тепловое , или продольное , время релаксации Т2 — поперечное время релаксации и — скорость распространения звуковой волны [c.295]

Одновременно происходит перемещение цепей друг относительно друга вследствие вязкого течения. Поперечные связи препятствуют последнему процессу и поэтому деформация достигает некоторого постоянного значения после перехода свернутых макромолекул в более выпрямленное и ориентированное по направлению действия силы состояние. При этом деформирующая сила преодолевает внутри- и межмолекулярные взаимодействия макромолекул. Чем больше эти взаимодействия (наличие полярных групп в макромолекулах, например, полиамидов, полиэфиров и др.), тем труднее их преодолеть и тем медленнее развивается деформация в образце полимера. Наличие в макромолекулах боковых ответвлений (разветвленные структуры) затрудняет перемещение макромолекул или сегментов друг относительно друга и таким образом тоже увеличивает время развития деформации. Повышение температуры способствует ускорению движения сегментов и макромолекул и сокращает время развития деформации. Таким образом, факторы, уменьшающие время релаксации макромолекул (отсутствие полярных групп и сильного межмолекулярного взаимодействия, линейность неполярных макромолекул, их большая гибкость, интенсивное тепловое движение сегментов), способствуют увеличению скорости ползучести. В сшитом образце макромолекулы после частичного выпрямления не могут перемещаться относительно друг друга вследствие наличия между ними химических поперечных связей (см. гл. I) и удлинение образца достигает предела. В линейном несшитом образце происходит одновременное выпрямление свернутых макромолекул н их скольжение друг отно- [c.91]

Процедура построения во]гаовой модели описана в [6] и связана с оценкой четырех параметров. Один из них, макроскопический коэффициент линейной объемной химической реакции АГ , присутствует и в диффузионной модели. Три других характерны лишь для волновой модели. Это - среднее время релаксации дисперсионного процесса 0, оцениваемое как среднее времен поперечного выравнивания концентраций в пристенной и ценфальной областях реактора [c.10]

К счастью, нам вообще не нужно измерять Tj. Обычно бывает вполне достаточно знать время поперечной релаксации Г, включающее эффект неоднородности поля. Его можно определить при анализе огибающей ССИ за с ее амплитуда должна уменьшиться в 1/е раз, т.е. около 0,4 (рис. 4.35). Однако, если в спектре преобладает линия растворителя, такое измерение будет некорректным, поскольку растворитель как вещество с небольшой молекулярной массой обычно имеет большее время релаксации. Правильнее будет измерить в преобразованном спектре ширину линин на полувысоте fiv, которая связана с Т соотношением 5v=l/7 rJ. Оценки величины Т часто требуются для определеиия времени выборки. Особенно это важно в двумерных экспериментах, где желательно по возможности сократить время выборки без потери в чувствительности. Величины Г нужны и при оптимизации частоты повторения выборок и длительности импульсов (гл. 7), где в зависи- [c.138]

Поглощенную энергию система перераспределяет внугри себя (т. наз. спин-спиновая, или поперечная релаксация характеристич. время Т ) и отдает в окружающую среду (спин-рещеточная релаксация, время релаксации Ti). Времена Ti и Т2 несут информацию о межъядерных расстояниях и временах корреляции разл. мол. движений. Измерения зависимости Г, и Гг от т-ры и частоты дают информацию о характере теплового движения, хнм. равновесиях, фазовых переходах и др. В твердых телах с жесткой решеткой Гг = 10 мкс, slTi> 10 с, т.к. регулярный механизм спин-решеточной релаксации отсутствует и релаксация обусловлена парамагн. примесями. Из-за малости Гг естественная ширина линии ЯМР весьма велика (десятки кГц), их регистрация -область ЯМР широких линий. В жидкостях малой вязкости Г1 я Гг и измеряется секундами. Соотв. линии ЯМР имеют ширину порядка 10" ГЦ (ЯМР высокого разрешения). Для неискаженного воспроизведения формы линии надо проходить через линию шириной 0,1 Гц в течение 100 с. Эго накладывает существенные ограничения на чувствительность спектрометров ЯМР. [c.517]

Второй процесс называется поперечной, или спин-спиновой, релаксацией. Второе название связано с тем, что при этом происходит взаимодействие ядерных спинов друг с другом (хотя это не единственный механизм релаксации поперечной намагниченности). При этом процессе отдельные прецессирующие ядерные спины, упорядоченные в некоторой степени для формирования поперечной компоненты намагниченности, постепенно возвращаются к случайному распределению (см. рис. 9.3-5). Очевидно, это существенно определяет вид кривой ССИ, поскольку она является затухающей. В этом случае нет переноса энергии, так как заселенности ядерных уровней не испытывают какого-либо влияния. Соответствующая постоянная времени обозначается Т2, время спип-спиновой, или поперечной, релаксации. [c.214]

Измерение времен продольной и поперечной релаксации ядер О , а также протонной и дейтронной релаксации воды в растворах ряда простых углеводов [45,46] показало, что короткие времена релаксации молекул воды, связанных с ОН-группами растворенного вещества, приблизительно в пять раз превышает время изотропной переориентации молекул свободной воды. Это указывает на образование сильных Н-связей между молекулами растворенного вещества и растворителя. Авторы [46] считают, что гидратные числа моносахаридов соответствуют числу гидроксильных групп в их молекулах. [c.77]

Так как спины электронов, как правило, релаксируют существенно быстрее, чем спины ядер, то времена корреляции, ответственные за скорость ядерной релаксации, в основном определяются временем релаксации электронов. Скорость дипольной релаксации в области значений времен корреляции тем меньше, чем меньше время корреляции. Если время релаксации спинов электронов очень мало, то уширение линий за счет поперечной релаксации также мало, и вид спектра в основном определяется величиной парамагнитного сдвига (сдвиг-реагент). Противоположный эффект наблюдается в том случае, если значение превышает 0,1 не, тогда уширение линий, как правило, настолько велико, что парамагнитный сдвнг оказывается необнаруживаемым (см. табл.3.4). [c.119]

Влияние парамагнитных ионов на время релаксации, как и на величину химического сдвига, обусловлено контактным и дипольным взаимодействиями. Поскольку скорость релаксации квадратично зависит от энергии взаимодействия, то дипольный вклад пропорционален г /. Чтобы оценить, как связаны между собой скорости релаксации и значения расстояний до парамагнитного центра, то в общем случае следует исходить из того, что вклад контактного слагаемого пренебрежимо мал, что, как правило, достаточно хорошо выполнимо, если между парамагнитным центром и наблюдаемым ядром отсутствует ковалентная связь, и лиганд не находится в непосредственной близости от парамагнитного центра. Скорости продольной и поперечной ИТ2м релаксации в парамагнитном комплексе можно представить таким образом, чтобы в них выделить парамагнитный вклад l/Tj j. [c.125]

Согласно существующим теоретическим представлениям, поглощение АВ диапазона СВЧ в диэлектрических кристаллах связано главным образом с рассеянием энергии на тепловых фононах и на дефектах кристалла, соизмеримых с длиной волны упругих волн. Поглощение АВ на тепловых фононах называют рещеточ-ным поглощением. Материалы с малым решеточным поглощением в области комнатных температур характеризуются высокими значениями температуры Дебая и относительно малыми значениями теплопроводности, В ряде работ теоретически показано, что можно ожидать уменьщения теплопроводности и затухания АВ в определенной области частот при введении в состав материала дополнительных центров резонансного рассеяния тепловых фононов, уменьшающих их время релаксации. В, С, Оскотски, Дж, А, Слэк экспериментально подтвердили, что при внедрении в решетку ИАГ атомов редкоземельных элементов (ТН) теплопроводность закономерно уменьщается. В, В. Леманов экспериментально показал, что при введении в кремний примеси германия в количестве 4 % при комнатной температуре имеет место уменьшение затухания продольных упругих волн до 30 % и поперечных упругих волн в 3 раза. [c.188]

Подвлжность звеньев в сравнительно разбавленных студиях довольно нелика еще и потому, что макромолекулы на участках, где отсутствуют поперечные связи, разделены прослойкой низкомолекулярной жндхоет , поэтому время релаксации звеньев меньше, чем н самих полимерах. [c.430]

В МР-томофафии исследуемый объект описывается тремя первичными пространственно-меняющимися величинами - Mq(3 ), Г](Зс), Tj x), где х - вектор в пространственной схеме координат, Мо - равновесная намагниченность подвижных ядер водорода, Ti, Т2 -времена релаксации, характеризующие соответственно процесс передачи энергии от спиновой системы к решетке (спин-решеточное, или продольное, время релаксации) и процесс возвращения поперечной намагниченности к равновесному значению (спин-спиновое, или поперечное, время релаксации). [c.195]

Мейс и Бреди [17] опубликовали предварительные данные по адсорбции воды на рутиле (TIO2) при 77, 195 и 300° К и разной степени покрытия. Циммерман с сотрудниками [18] провели многочисленные измерения магнитного резонанса (методом спинового эхо) протонов воды, адсорбированной на силикагеле. Были измерены продольные и поперечные времена релаксации при комнатной температуре и различных степенях покрытия поверхности, и было показано, что адсорбированная вода ведет себя, как состояш,ая из двух фаз. [c.11]

Циммерман и др. [18] изучали ядерный резонанс воды, адсорбированной на силикагеле. Используя метод спинового эха, авторы измерили продольное (Ti) и поперечное (Гг) время релаксации различных количеств воды, адсорбированной при 25° С, и показали, что как Гг, так и Г] характеризуют две фазы воды на ЗЮг (рис. 10а и 106). Обычно для Г получается только одно значение, соответствующее одной фазе, за исключением величины х т гН20 г5Ю2) вблизи значения х/т = 0,126. Для Гг наблюдалось два значения при х/ш > 0,07. Двухфазная природа Гг и однофазная природа Ti связаны с продолжительностью времени, которое протон проводит в данной фазе. Это время жизни обычно велико по сравнению с величиной Гг и мало по сравнению с Г1. Фаза, связанная с малым временем поперечной релаксации Гз (рис. 10а), обусловлена водой, которая имеет наибольшую теплоту адсорбции, поскольку эта фаза превалирует при низких степенях заполнения новерхности. Время жизни протона в этой фазе с коротким временем релаксации при х/т = 0,104 равно 1-10-2 сек, а в фазе с большим временем поперечной релаксации (Г21) равно 2,5-Ю-з сек. [c.42]

Ширина линий и химические реакции. Наконец, ширина линий увеличивается в результате реакций, время релаксации которых сравнимо с Гг- Это важно для определения скоростей реакций и рассматривается в следующем разделе- Однако несколько аспектов удобно рассмотреть здесь. Если происходит такая реакция, ширина линии увеличивается на бЧ = яхца гц) и становится, следовательно, равной (1/яГг +1где Тна — среднее время жизни протона в окружении НА, обусловливающем данную линию Тна является также временем релаксации прямой реакции стр. 72, 237). Ширину линии также можно выразить через измеренное время релаксации Г как 1/лГ . Следовательно, тна связано с временем поперечной релаксации, измеренным в отсутствие реакции и при реакции, уравнением [c.234]