Магнитный момент сложных частиц

Магнитные моменты сложных частиц — атомов, молекул, свободных радикалов и т. д.— зависят от спиновых и орбитальных моментов соответствующих электронов и атомных ядер. Связь между магнитным [c.94]

Описание влияния электромагнитного поля на систему (даже если оно рассматривается классически) весьма сложно, поскольку в общем случае приходится учитывать неоднородность поля, т.е. наличие градиентов компонент поля и (а = 1, 2, 3), вторых производных этих компонент и т.д., а также то, что у самой системы имеется отклик на влияние поля, например перераспределение электронной плотности, что определяет поляризуемость системы, ее магнитную восприимчивость и тому подобные характеристики. И еще больше усложняет картину наличие у частиц собственных магнитных моментов, обусловленных их спином, о чем речь пойдет в следующем параграфе. [c.131]

Магнитные свойства появляются вследствие вращательного движения электронов, так как движущийся электрический заряд создает магнитное поле. При этом любая частица с неспаренным электроном (атом, ион, свободный радикал) уподобляется маленькому магниту. Движение электрона в атоме по орбите вызывает появление орбитального магнитного момента, а спин электрона создает спиновый магнитный момент. В этой сложной системе магнитных моментов суммарный магнитный момент равен нулю, магнитные свойства вещества не проявляются. Но они начинают проявляться в постоянном магнитном поле. [c.330]

Во избежание осложнений выше был рассмотрен только магнитный резонанс на протонах. В действительности же спином и, следовательно, магнитным моментом обладают и многие другие ядра. Нейтрон, как и протон, имеет спиновое квантовое число и, хотя он является незаряженной частицей, имеет магнитный момент с g = —3,826. (Качественно это можно объяснить, если принять, что нейтрон является сложной частицей при радиоактивном распаде он превращается в протон и электрон, испускаемый в виде Р-частицы.) Если полное число нейтронов и протонов в ядре нечетное, ядро имеет нечетное спиновое квантовое число при четном числе частиц спиновое квантовое число равно нулю или также является четным. Спины в ядре спарены, так же как спины электронов в атомах и молекулах. В соответствии с этим ядра, имеющие четное число и протонов и нейтронов (например, С , О , 5 ), всегда имеют спин, равный нулю, и, следовательно, их магнитные моменты также равны нулю. Каждое ядро со [c.355]

Опыты Штерна — Герлаха с молекулами водорода, а также другие опыты показывают, что спин имеется и у протона, причем квантовое число спина 5 = /2. Соответствующий магнитный момент не равен У 3/2 ядерного магнетона Бора [ядерный магнетон Бора, 6,347-10 Вб-м, дается уравнением (3.18) при подстановке в него значения массы протона], он не равен также этой величине, умноженной на 2 ( г-фактор 2) согласно наблюдениям, он должен быть равен 2,79275 V3 ядерных магнетонов, а это соответствует -фактору 5,5855. Столь неожиданное значение служит одним из подтверждений того, что протон не является простой частицей, а имеет сложное строение. [c.79]

Приведение выражения (8.3.7) к приближенной форме, содержащей обычные спиновые операторы, и сложно, и до конца не ясно (приложение IV). Тем не менее таким образом можно получить гамильтониан типа гамильтониана Паули, отдельные слагаемые которого можно классически интерпретировать как взаимодействия поле — диполь, диполь — диполь и т. п. Такой интерпретацией можно воспользоваться далее (хотя это, по-видимому, и довольно ненадежно) для выписывания гамильтониана, в котором одна или обе частицы являются атомными ядрами, при условии, что ядерные спины и магнитные моменты рассматриваются как чисто феноменологические величины, значения которых берутся непосредственно из эксперимента. От такого гамильтониана совсем просто перейти к приближенному гамильтониану произвольной многочастичной системы, в котором учитываются, таким образом. [c.268]

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]

Возможно, наилучшее прямое экспериментальное доказательство распределения электронов между ионом металла и лигандом дают результаты метода электронного парамагнитного резонанса. Неспаренные электроны ведут себя как магниты и выстраиваются параллельно или антипара,плельно относительно направления приложенного магнитного поля. При этих двух расположениях электроны будут немного различаться по энергии и переходы из одного состояния в другое могут быть обнаружены по энергии перехода как энергии радиочастотного электромагнитного излучения. В спектре ЭПР изолированного иона металла одному переходу электрона соответствует единственный пик поглощения. Однако комплексы имеют более сложные спектры ЭПР (рис. 10.34). Сверхтонкое расщепление происходит в результате воздействия магнитных моментов ядер частиц лиганда на неспаренный электрон центрального атома. По крайней мере какой-то промежуток времени неспаренный электрон занимает орбиталь лиганда, и ее можно рассматривать как моле- кулярную, образованную из атомных орбиталей металла и лиганда [57]. [c.283]

Релаксационные явления в значительной степени определяют протекание физических и химических процессов в полимерах [7.1—7.9]. Полимеры — сложные многоуровневые системы, состоящие из структурных элементов (кинетических единиц) различной природы (атомов, боковых и концевых групп, звеньев макромолекул, свободных и связанных сегментов,- элементов надсегментальной и надмолекулярной структуры, физических и химических узлов сетки, частиц наполнителя и т. д.). Это приводит к большому разнообразию форм молекулярной подвижности и соответствующих им релаксационных процессов, которые наблюдаются при действии на полимер механических, электрических или магнитных полей. При этом наиболее универсальным воздействием, позволяющим получить полную информацию о молекулярной подвижности и процессах релаксации в полимерах, является механическое воздействие. Электрические и магнитные поля могут вызвать не все релаксационные переходы, так как электрическое поле действует только на элементы, обладающие дннольным моментом, а магнитное поле — на элементы, обладающие магнитным моментом. [c.195]

После открытия спина элементарных частиц выяснилось, что они обладают собственными магнитными моментами, не связанными с орбитальным движением. Спиновое Г. о. электроиа равно 2,0023 еЦтс, т. е. вдвое больше, чем Г. о., соответствующее орбитальному магнетизму. Пoэтo ry связь магнитных и механич. свойств атома в общем случае гораздо более сложна. чем это предполагалось по классич. теории. [c.474]

Физика явления. Основное условие ирименения метода ЭПР — наличие в исследуемой системе несна-реиных электронов с соответствующими магнитными моментами (свободные радикалы, ионы-радикалы, парамагнитные ионы). Появление магнитных свойств обязано вращательному движению электронов. Движущийся электрич. заряд создает магнитное ноле. Поэтому любая частица, имеющая неспаренный электрон — будь то атом, ион, свободный радикал,— подобна маленькому магнитику. Движение электрона в атоме по орбите приводит к появлению орбитального магнитного момента. Вращение электрона вокруг собственной оси — спин, создает спиновый магнитный момент. В отсутствии внешнего магнитного поля все магнитные моменты частиц имеют хаотич. направление и одинаковую энергию Е ,. Поэтому в сложной системе магнитных моментов суммарный магнитный момент равен О, и магнитные микроскопич. свойства вещества не проявляются. В постоянном магнитном поле пространственная ориентация магнитных моментов не может быть произвольной. Они ориентированы таким образом, чтобы их проекции на направление цриложенного поля принимали лишь нек-рые определенные значения. [c.481]

Мюон и антимюон не имеют отношения к межнуклонным силам. Их природа не определена. Возможно, эти частицы представляют собой возбужденные состояния электрона и позитрона. Убедительным свидетельством их близкой связи с электроном и позитроном служат наблюдаемые значения магнитного момента мюона. По данным, полученным методом магнитного резонанса, электрон имеет компоненту магнитного момента в направлении магнитного поля, равную 1,00116 магнетона Бора. (Отклонение от единицы связывают с влиянием фотонного поля, окружающего электрон.) Протон и нейтрон, имеющие сложную струк-туру (разд. 25.4), обладают магнитными моментами, которые нельзя просто связать с магнетоном Бора. [c.714]

Магнитный момент, обусловленный спином электрона (разд. 3.8), имеет значение, отвечающее величине g — 2,00232, Согласно же теории Дирака, соответствующее значение для элементарной частицы должно составлять 2 небольшое отклонение от этого значения обусловлено взаимодействием между электроном и электромагнитным (фотонным) полем. В разд. 3.8 уже было отмечено, что значение g для протона (5,58554) очень сильно отклоняется от значения 2 для элементарной частицы и это свидетельствует о сложной структуре протона, подобной трикварковой структуре, рассмотренной в разд. 25.11. Такой же вывод можно сделать на основании наблюдаемого отклонения значения для нейтрона от значения, равного нулю, которого следовало бы ожидать для простой нейтральной частицы. [c.746]

Вследствие взаимосвязи и взаимной обусловленности всех явлений, происходящих в природе, понятие об изолированной системе жидкости и ее состоянии является идеализацией [1, с. 5]. Поэтому, ввиду наличия факта смещения атомов и молекул, их магнитных моментов, а также электропроводности жидкости, находящейся во внешнем электромагнитном поле, изолированное понятие о каждом из указанных выше параметров оказывается идеализацией. В действительности существует взаимосвязь между этими параметрами, посредством сложного взаимодействия полей частиц вещества (атомов и молекул), несущих заряды, являющихся диполями, ассоцнатами и т. д. и внешнего электромагнитного поля. Причем, действие этих полей простирается на всю область пространства, пронизывает вещество по всехму объему эти поля непрерывно связаны между собою. [c.5]

Наблюдения над молекулярным спектром азота Ni — Ni с несомненностью показывают, что механический момент ядра азота / =1 и что ядра азота подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Вместе с тем ядро азота, имея зарядовый номер Z = 7 и массовый номер Ж =14, состоит из нечетного (21) числа частиц, и должно было бы обладать полуцелым моментом / и подчиняться статистике Ферми — Дирака. Отсюда остается допустить, что электроны вообще теряют свои свойства внутри ядер, — не только присущий им магнитный момент (который вообще не сохраняется), но и спин, и способность влиять на статистику, которой подчиняется сложная частица. [c.580]

В результате этого на любое атомное ядро действуют внутренние постоянные и переменные магнитные поля. Физическая картина поведения реальных ядер в условиях резонанса ослон<няет-ся еще и тем, что вследствие взаимодействия группы таких ядер могут образовывать сложные магнитные системы с резонансными частотами, отличающимися от резонансных частот отдельных ядер. Кроме того, в результате взаимодействия энергия ядерных моментов может передаваться тепловому движению частиц вещества и перераспределяться мелчду ядрами. [c.38]

В более сложных случаях, однако, масс-спектрометрия все равно помогает доказать прямое родство тех или иных ионов, зафиксированных в спектре. Если более легкий ион получен из некоего более тяжелого, в одну стадию — прямым отщеплением какого-то, возможно, даже и не отмеченного в спектре, незаряженного фрагмента, может появиться так называемый пик метастабильного иона. Дело в том, что распад тяжелой частицы не всегда происходит мгновенно. Если этот процесс затягивается и часть тяжелых продолжает распадаться, когда они, миновав регулирующее электрическое поле, влетели в зону действия управляющего их траекторией магнитного, то оказывается, что сила Лоренца действует на тело с меняющейся массой. Не влиять на траекторию это изменение не может. Но поскольку момент распада не зафиксирован — одни ионы распадаюгся чуть раньше, другие, точно такие же,— чуть позже, то в траекториях метастабильных ионов наблюдается изрядный разброс. [c.61]