Ядерный спин рассеяния

В действительности во вращательных спектрах комбинационного рассеяния в некоторых случаях каждая вторая линия не исчезает полностью, но лишь заметно уменьшается ее интенсивность. Эго чередование интенсивностей имеет место, например, для N2 (рис. 23). Чередование интенсивностей связано с наличием у атомных ядер спина подобно электрону некоторые атомные ядра обладают собственным моментом импульса — ядерным спином. Ядерный спин оказывает лишь очень небольшое прямое влияние на энергетические уровни молекул, приводя к небольшому расщеплению уровней. Однако он оказывает существенное косвенное влияние на эти уровни, благодаря чему вращательные спектры могут служить для измерения спинов ядер. [c.136]

Вследствие ограничений переходов между симметричными и антисимметричными вращательными уровнями спектры комбинационного рассеяния молекул с одинаковыми ядрами должны обнаруживать изменения интенсивности чередующихся вращательных линий, так же как это наблюдается в электронных спектрах этих веществ. Если ядерный спин равен нулю, линии с чередующейся интенсивностью должны исчезнуть, что действительно и происходит в комбинационных вращательных полосах молекулы кислорода Если исчезают четные вращатель- [c.251]

Из равенства (118,32) вытекает далее, что если Н инвариантно относительно некоторых преобразований, то и 5-матрица (и амплитуда рассеяния) должна быть инвариантной относительно тех же преобразований. Например, если в системе действуют ядерные и электромагнитные силы, то оператор Н инвариантен относительно пространственного вращения и отражения. Следовательно, амплитуда рассеяния должна быть скаляром. Так, при взаимодействии нуклонов с ядрами нулевого спина или при рассеянии л-мезонов иа нуклонах состояние системы характеризуется спиновой матрицей о, начальным волно-ным вектором ка и конечным волновым вектором кь. Из этих величин можно построить скаляр вида [c.561]

Благодаря относительной слабости низкоэнергетического взаимодействия качественные черты амплитуды пион-ядерного рассеяния проявляются уже в борновском приближении. Для ориентировки рассмотрим оптический потенциал в главном порядке (6.48) для ядра с N=Z, насыщенного по спину (/ = 0) [c.235]

Этот результат является более общим. Можно показать, что он применим к ядрам произвольного спина и изоспина, так что в мягком пределе длина пион-ядерного рассеяния, соответствующая <2лн, имеет общий вид [c.376]

Атомы химических элементов в большинстве случаев представляют собой смеси изотопов, ядра которых различаются ядерными спинами и массовыми числами. Рассеивающая способность ядер изотопов различна. Поэтому в рассеянии нейтронов объектами, содержащими элементы с неразделенным естественным изотопным составом, появляются изотопическая и спиновая некогерентностп. [c.80]

Нейтроны обладают магнитным моментом, так как имеют ядерный спин, равный /2, поэтому, если вещество содержит парамагнитные атомы или ионы с неспареннымп электронами, наблюдается дополнительное рассеяние. Таким образом, дифракция нейтронов широко используется для исследования строения веществ, обладающих магнитными свойствами, для того, чтобы определить направление магнитных моментов атомов в таких соединениях, например, как МпО и РезО<. [c.584]

При строго перпендикулярном взаимном расположении катушек приемника и генератора между ними не возникает прямой индуктивной связи, и индуцированная э. д. с. в катушке приемника целиком обусловлена магнитным потоком за счет ядерных спинов. Этот переменный магнитный поток содержит составляющую, которая полностью совпадает по фазе с внешним радиочастотным магнитным полем, и вторую составляющую, сдвинутую по фазе на 90° по отношению к полю. Амплитуда совпадающей по фазе составляющей пропорциональна поглощению, тогда как амплитуда составляющей, сдвинутой по фазе на 90°, пропорциональна рассеянию. Обычно представляет интерес только сигнал чистого поглощения сигнал рассеяния напоминает производную функцию поглощения, и в результате его наложения на сигнал поглощения появляется сильно искаженная резонансная линия. В связи с этим при использовании обычного приемника сознательно избегают точно сбалансированного положения пробника, допуская обычно заметное синфазное просачивание между катушками генератора и приемника. Просачивание регулируется с помощью небольшой металлической лопатки, смещенной по отношению к оси катушку генератора. При заметном просачивании сигнала влияние сдвинутой на 90° составляющей на результирующий сигнал проявляется в виде частотной, а не амплитудной модуляции, в результате чего дисперсионная составляющая отсутствует в вЫ ходном сигнале детектора с частотной модуляцией. Однако неустойчивость основной линии спектра, обусловленная микрофонными изменениями связи просочившегося сигнала или флук- [c.262]

Предметом высокоразрешенной спектроскопии комбинационного рассеяния является изучение вращательной структуры спектров газообразных веществ. Исследование проводится в первую очередь для получения данных о структуре молекул. Если вращательная структура на полученном спектре оказывается разрешенной, то анализ спектра позволяет в принципе вычислить моменты инер-ции, а следовательно, межъядерные расстояния и углы между связями в молекуле. Такие исследования дают также информацию о симметрии молекул, вращательно-колебательном взаимодействии и, в некоторых случаях, о ядерном спине и статистике, которой подчиняются ядра. В настоящей статье делается попытка обобщить успехи, достигнутые в этой области, рассказать о технике эксперимента, о возможностях и ограничениях метода и дать краткий очерк теории вопроса. [c.115]

Молеку.лы в жидкости вращаются с очень коротким характерным временем (10 с). Однако д.та объекта размером (Гс) полный поворот или деформация происходят не так быстро (постоянная времени порядка 10 с). Назовем такие процессы замедленными. Информацию об этих движениях мы получаем из измерений следующего типа (о некоторых из них упоминалось в гл. 2) двулучепре.т10мление в потоке [123] ) неупругое рассеяние света [124—126] ядерная спин-решеточная релаксация [90] у.дьтразвуковое затухание сдвиговых [127], а также (более косвенно) продольных волн [c.248]

Гиромагнитное отношение для электронного спина намного больше, чем для ядерных спинов. Так в 658,5 раза больше, чем ун и в 699 раз больше, чем уг - При наложении электромагнитного поля частоты м-=17/1 0, магнитная составляющая которого 2Нхсо ,ац1 перпендикулярна Яо, индуцируются резонансные переходы между энергетическими уровнями. Вероятность такого перехода для отдельного спина 1 =у/Я 72- (О Гг-параметре, связанном с шириной линии поглощения, см. ниже.) Однако поглощение энергии электромагнитного поля — лишь одна сторона явления магнитного резонанса. Другая, не менее важная, заключается в рассеянии энергии, полученной системой спинов, передаче ее другим степеням свободы- вещества, переходе в тепловую энергию. [c.187]

Затем анализируются свойства воды, определяемые взаимными поступательными движениями молекул Н2О в жидкости, явления переноса. Поступательные движения молекул в жидкости представляют собой наиболее характерное свойство жидкого состояния, определяющее высокий уровень внутренней энергии жидкости по сравнению с кристаллом, и обусловлены взаимодействием больших ансамблей молекул. Анализ данных по различным явлениям переноса в жидкой воде показывает, что средние значения амплитуды атомных колебаний в жидкой воде имеют значение, близкое к 0,6 А. Большое значение коэффицента трения в воде по сравнению с коэффициентом трения в других жидкостях при температуре плавления показывает, что в воде сильно межмолекулярное взаимодействие, определяемое ближайшими соседями. В этой главе обсуждаются результаты изучения свойств воды методом ЯМР (ядерного магнитного резонанса) и молекулярного рассеяния света. Рассматриваются свойства воды, обусловленные диссоциацией молекул Н2О на ионы. Показывается, что зависимость ogKa и Т1 (времени спин — решеточной релаксации в воде) от температуры очень похожи и определяются большими амплитудами колебаний протона молекулы Н2О. [c.7]

Эта ситуация характерна для нерезонансного р-волнового рассеяния физических пионов. Важно отметить, что - О при М - (предел статических нуклонов) в статическом пределе отсутствует отклик симметричной ядерной материи на рассеиваемую пионную волну за счет только нуклон-дырочных пар На языке П = — АлРр это просто отражает тот факт, что нуклонные промежуточные состояния дают вклад только в борновскую амплитуду рассеяния вперед / ьорц, усредненную по спину и изоспину, которая исчезает в статическом пределе, как это видно из (2.46). [c.176]

Предел мягких пионов. Результат (9.68) для длины пион-нуклонного рассеяния, который был выведен на основе киральной симметрии для системы пион—нуклон, может быть обобщен. Например, модель, которая описывает киральную связь пиона с полем, име-юпщм спин 1/2 и изоспин 1/2, никоим образом не определяет детальные свойства этого фермиона он может с тем же успехом быть отождествлен с ядром того же спина и изоспина, которое для пробных частиц с большой длиной волны может рассматриваться как элементарная частица. Следовательно, соответствующая длина пион-ядерного рассеяния в мягкопионном пределе снова дается уравнением (9.68). [c.375]

Электрич. взаимод. квадрупольного момента ядра О с градиентом злектрич. поля в кристалле q, обусловленным несферически симметричными распределениями зарядов атомных электронов и соседних ионов. Если спин ядра I > 4i, это взаимод. приводит к расщеплению ядерного энергетич. уровня на подуровни, и в мессбауэровском спектре возникают неск. линий резонансного поглощения (рассеяния). По энергетич. расстоянию между этими линиями А = = BqQ (В — ядерная константа) и его температурной зависимости можно установить различия в заселенностях р-, d-, / -состояний мессбауэровского атома, характер и симметрию кристаллич. поля. [c.324]

Все методы оптической и радиоспектроскопии основаны на изучении поглощения электромагнитного излучения веществом. Вследствие этого каждый спектральный метод характеризуется соответствующей областью спектра электромагнитного излучения. Кроме того, каждый метод связан с определенными превращениями в структуре вещества при поглощении соответствующей энергии электромагнитного излучения. Так, ядерная гамма-резонансная спектроскопия (ЯГР — эффект Мессбаузра) основана на резонансном рассеянии гамма-излучения ядрами. Методы ЯМР и ЭПР основаны на поглощении электромагнитного излучения при изменении ориентации соответственно ядерного и электронного спина. Методы инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии основаны на изменении колебательных движений ядер и электронных состояний молекул при поглощении электромагнитного излучения. [c.21]

Недавно O.A. Королюк с коллегами [166] впервые провели экспериментальные исследования изотопического эффекта в теплопроводности кристаллов водорода. Были проведены измерения влияния примесей ортодейтерия на теплопроводность твёрдого параводорода в области температур от 1,8 до 9 К. Молекулы таких спин-ядерных модификаций водорода находятся в основном ротационном состоянии с моментом J = О, что обеспечивает взаимодействие между молекулами в растворе посредством сил центрального типа и это существенно упрощает ситуацию. Анализ температурных зависимостей теплопроводности для концентраций нримесей от 0,01% до 1% показал, что добавочное рассеяние фононов полем возмущений вокруг изотопической примеси оказывается весьма значительным — оно увеличивает полное изотопическое рассеяние по сравнению с чисто масс-флуктуационным приблизительно в 1,64 раза. Такое усиление сравнимо с усилением в твёрдых растворах гелия, хотя меньше примерно раза в два, но больше, чем соответствующий эффект в твёрдом неоне. [c.82]

В некоторых случаях можно получить дальнейшую информацию путем измерения дифракции нейтронов. Дифракция происходит на ядрах атомов, и силу рассеяния определяет прежде всего спин ядра. Необходимую интенсивность потока нейтронов можно получить при помощи ядерного реактора. Чтобы длина волны рассеиваемых частиц по порядку величины соответствовала. молекулярным размерам, нейтроны должны быть заторможены (например, с помощью ОаО). Измерение рассеяния нейтронов, которое обычно проводят на твердых образцах, можно осуществить при помощи борофторидных счетчиков . При этом, используя ядерную реакцию В 4-+ ,11—+Ше, генерируют а-частицы, которые можно зафиксировать известными методами. [c.91]

В табл. 8.4 использованы следующие обозначения а — распространенность стабильного изотопа а — полный коэффициент внутренней конверсии (величина в скобках была найдена интерполяцией коэффициентов конверсии, вычисленных Сливом и Банд [57]) /о и — спины основного и возбужденного ядерных уровней соответственно (ненадежные величины приведены в скобках) Оо — максимальное сечение поглощения при условии а = О, т. е. Оо = gXV2n, где g — статистический фактор, равный 21 е + 1)/(2/о +1), и Ji, — длина волны 7-излучения. В тех случаях, когда нет перехода на промежуточный уровень, лежащий между возбужденным уровнем и основным, чтобы получить истинное значение сечения в резонансе, следует величины Oq умножить на 1/(1 + а). Для переходов, помеченных индексом б) , существует конкурирующий переход в промежуточное состояние, и истинная величина сечения дается выражением Оо (Г /Гг), где — парциальная ширина возбужденного состояния, связанная с 7-переходом, а Гг — полная ширина. В табл. 8.4 / (0° К), / (77° К) и / (300° К) — вероятности испускания 7-излучения без отдачи при О, 77 и 300° К соответственно. Они были вычислены с помощью соотношений Дебая — Валлера, в котором температура Дебая была принята равной 220° К- Это значение приблизительно соответствует дебаевской температуре окислов редкоземельных элементов. Переходы, для которых f (0° К) больше чем 0,5%, можно, как правило, исследовать методом резонансного поглощения. Для переходов с меньшими значениями / (0° К) эффект Мессбауэра можно изучать лишь в экспериментах по рассеянию. Магнитные моменты основного и возбужденного ядерных уровней обозначены (Хо и (Хе. Табл. 8.4 не дает величин Це, определенных из экспериментов по резонансному поглощению, так как эти значения сведены в табл. 8.7. Квадрупольный момент основного состояния ядра обозначен Qq. Большинство значений fXo, Це и Qo взято из таблицы ядерных моментов и спинов, составленной Линдгреном [58]. [c.360]