Однородное магнитное поле

В этом разделе мы кратко рассмотрим методы измерения объемной магнитной восприимчивости и по ходу изложения укажем, в каких работах эти методы рассматриваются достаточно подробно. При измерении объемной магнитной восприимчивости по методу Гойе [20а] длинную стеклянную трубку постоянного сечения заполняют твердым веществом или раствором и подвешивают в однородном магнитном поле. Образец взвешивают при наложении поля и в отсутствие поля, разность результатов взвешивания соотносится с восприимчивостью и напряженностью поля. Если используется эталон с известной во- [c.155]

Спектрометр ИЦР, выпускаемый в настоящее время промышленностью, представляет собой по существу масс-спектрометр, в котором используется метод регистрации сигнала спектрометров магнитного резонанса. Как и в масс-спектроскопии, в этом методе генерируется положительный ион с массой т и зарядом е. В однородном магнитном поле Н этот ион ускоряется и движется по круговой орбите, плоскость которой перпендикулярна направлению магнитного поля. Движение иона по этой орбите описывается циклотронной частотой выражаемой как [c.329]

ЯМР-спектроскопия основана на поглощении веществом, помещенным в сильное однородное магнитное поле, энергии радиочастотного излучения. Сущность этого физического метода исследования молекулярных структур излагается в специальных руководствах. [c.62]

Из изложенного следует, что принципиальная схема спектрометра ЯМР должна включать мощный магнит, создающий однородное магнитное поле Но, генератор высокочастотного переменного электромагнитного поля с частотой Уо и детекторное устройство. Условий резонанса можно достигнуть либо путем плавного изменения напряженности магнитного поля при постоянной частоте генератора (развертка по полю), либо изменением частоты при постоянном значении напряженности (развертка по частоте). В современных приборах реализуется последний принцип. [c.284]

Схема простейшего стационарного спектрометра показана на рис. 1.3. Образец в ампуле помещается в сильное однородное магнитное поле В, создаваемое постоянным электромагнитом, и одновременно находится в катушке под непрерывным воздействием высокочастотного поля небольшой мощности В,. В случае полевой развертки при постоянном значении частоты генератора у = со/2я осуществляют медленное сканирование в резонансной области, плавно меняя В. При достижении условия резонанса, т. е. когда значение В удовлетворяет уравнению (1.10), происходит поглощение энергии излучения заданной частоты, фиксируемое по отклонению пера регистрирующего устройства. [c.14]

Достигнуты существенные успехи в решении другой проблемы энергетики — прямого преобразования энергии топлива в электрическую — с помощью метода МГД. В его основе заложен следующий принцип струя плазмы с высокой скоростью пропускается через камеру, в которой поддерживается однородное магнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции в струе плазмы возникает электродвижущая сила, величина которой определяется произведением напряженности магнитного поля и скорости струи плазмы. Если в сосуде, где движется струя плазмы, по краям струи помещены электроды, замкнутые на сопротивление, то в струе плазмы перпендикулярно направлению ее движения, а также во внешней цепи течет постоянный электрический ток. При этом кинетическая энергия направленного движения плазмы превращается в работу электрического тока во внешней цепи. Метод МГД не требует для своего осуществления применения громоздких движущихся частей, как это имеет место в генераторах тока тепловых электростанций, и дает высокие коэффициенты полезного действия (достигающие 50—55%). Однако на пути широкого внедрения МГД-генераторов имеется ряд трудностей инженерного характера, которые к настоящему времени полностью еще не преодолены. [c.254]

Молекулярный масс-спектрометрический метод обеспечивает быстрый и точный анализ сложных смесей органических соединений, я В основе масс-спектрометрического метода лежит свойство положительных ионов отклоняться однородным магнитным полем по-разному, в зависимости от их массы, заряда и скорости. [c.259]

Молекулярные и осколочные положительно заряженные ионы под действием электрического поля фокусирующих и вытягивающих пластин вытягиваются из ионного источника через щель, ускоряются электрическим полем до 3000 в и затем поступают в однородное магнитное поле 4, силовые линии которого перпендикулярны направлению скорости движения ионов. [c.261]

Магнитное поле применяется также и в масс-спектрометрическом анализе. В этом методе в ионизационной камере, где остаточное давление составляет 10 —10 мм, молекулы вещества подвергают удару пучка электронов (с энергией 50—70 эа). Под влиянием электронного удара молекулы ионизируются и диссоциируют. Первоначально возникают молекулярные ионы, которые затем полностью или частично распадаются на так называемые осколочные ионы. Образовавщийся сложный пучок ионов разлагают в однородном магнитном поле на отдельные пучки ионов с одинаковым отношением массы к заряду (т/е). В зависимости от строения соединения образуются различные по массе ионы, характерные только для данной группы соединений или для данного вещества. [c.229]

Всякое изменение напряженности постоянного поля вызовет согласно (1.12) изменение резонансной частоты Av = YДB/2я, с чем и связано уширение Ava, которое на современных спектрометрах не превышает десятых долей герца. В невязких обезгаженных жидкостях Га г Г (от нескольких до десятков секунд), т. е. Дve составляет сотые доли герца. Наблюдаемая ширина линий в спектрах ЯМР, вообще говоря, может меняться в очень широких пределах, но даже так называемые узкие линии (Ау 1 Гц) имеют ширину не меньше десятых долей герца (для ПМР — 0,3... 0,5 Гц). При использовании обезгаженных эталонов на современных спектрометрах достигается разрешение 0, 2 Гц, т. е. когда однородность магнитного поля и разрешающая способность спектрометра достаточно высоки, определяющее значение для наблюдаемой ширины линии имеет характер исследуемых образцов. [c.16]

Очень интересно поведение плазмы в магнитном поле. В однородном магнитном поле заряженные частицы совершают винтовое движение вдоль его направления. Интенсивность такого движения зависит от напряженности магнитного поля и параметров плазмы. Благодаря этому движению заряженных частиц в магнитном поле плазме можно придать различную форму и удерживать ее в течение короткого времени в заданной форме в вакууме. Это свойство плазмы используется при разработке проблемы создания управляемых термоядерных реакций. [c.252]

Из правил отбора следует, что в однородном магнитном поле возможны переходы только между соседними энергетическими уровнями, т. е. переходы, при которых магнитное квантовое число т изменяется на единицу. Следовательно, в спектрах ЯМР должны отсутствовать линии поглощения, соответствующие квантам с частотами, кратными частоте V. Поэтому, хотя квантовых переходов может быть и несколько (а именно 2/, так как имеется 2/ -1- 1 уровень энергии), ядру каждого магнитного изотопа соответствует одна-единственная характеристическая частота перехода для данной величины напряженности магнитного поля Я , определяемая уравнением (14). [c.15]

Насыщение. Как следует из уравнения Больцмана, система ядерных спинов в сильном однородном магнитном поле На при отсутствии радиочастотного поля содержит небольшой избыток ядер на нижнем энергетическом уровне. Под воздействием поля Н1 происходит переход ядер с нижнего энергетического уровня на верхний и в обратном порядке. Такие переходы называются стимулированными. При равной заселенности уровней = Л - а) не будет зафиксировано ни поглощение, ни излучение энергии, хотя переходы между уровнями в такой системе будут продолжаться. Такое состояние системы ядерных спинов называют насыщением. Это состояние может возникнуть при воздействии поля достаточно большой величины. После прекращения воздействия поля Я1 спиновая система возвращается в исходное состояние, которое отвечает распределению Больцмана, и ядерный магнитный резонанс можно наблюдать снова. Поэтому важно понимать, от каких факторов зависит насыщение системы ядерных спинов и какие процессы помогают системе выйти из состояния насыщения. [c.21]

Уравнение (34) показывает, что резонанс магнитных ядер наблюдается не только при точном совпадении частоты их прецессии о с частотой вращающегося магнитного поля радиочастотного генератора Ну, но и в некотором интервале частот, определяемом временем спин-спиновой релаксации Т . Следовательно, в однородном магнитном поле Н спектральные линии ЯМР имеют конечную ширину, которая является естественной и не может быть улучшена дальнейшим усовершенствованием ЯМР-спектрометра. [c.35]

Требование высокой однородности магнитного поля —одно из самых жестких требований при конструировании приборов ЯМР. Однородность обеспечивается большим диаметром полюсных наконечников (до 30 см) и особой структурой их материала. Однородность поля повышают также с помощью системы небольших катушек определенной формы (шимм), расположенных на поверхностях полюсных наконечников или на стенках датчика спектрометра (рис. 11). Межполюсный зазор делают не менее 3 см, чтобы в него можно было поместить образец объемом не менее 0,1 см и необходимые детали генератора и детектора. [c.41]

Стабилизация и гомогенизация магнитного поля. На однородность магнитного поля спектрометра влияют следующие факторы [c.43]

Конструкция (форма) полюсных наконечников. Специальная, математически рассчитанная форма полюсных наконечников способствует улучшению однородности магнитного поля. [c.44]

Образец в виде жидкости или раствора помещается в тонкостенную стеклянную трубку (ампулу) диаметром 5 мм и плотно закрывается крышкой. На трубку надевается пластмассовая втулка. Трубку вставляют в датчик, где она оказывается внутри катушки, в которой возбуждается вращающееся магнитное поле. Датчик изготовлен из немагнитных материалов, чтобы не искажать однородность магнитного поля и получать высокую разрешающую способность спектрометра. Положение датчика в межполюсном зазоре можно регулировать с помощью координатного механизма. [c.169]

Преимущество таких устройств для улучшения однородности магнитного поля состоит в том, что с ними легко работать и возможно дистанционное управление ими. [c.44]

Для улучшения однородности магнитного поля в области нахождения образца ампулу вращают вокруг оси. Этим приемом усредняется магнитное поле в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. Скорость вращения определяется временем релаксации ядер за время одного оборота ампулы вокруг оси практически ни одно ядро не должно успеть релаксировать. [c.44]

Использование большого количества вещества исследуемого образца для повышения чувствительности спектрометра не является радикальной мерой, поскольку влечет за собой увеличение размеров датчика и, как следствие, снижение однородности магнитного поля в месте нахождения образца. [c.46]

Какие факторы влияют на однородность магнитного поля в ЯМР-спектрометрах [c.59]

Контроль разрешающей способности прибора осуществляется несколькими способами. Один из них состоит в наблюдении определенного участка спектра контрольного образца, в качестве которого берут очищенный этилбензол. Один из резонансных сигналов этого соединения показан на рис. 77. Это триплет метильной группы. При высокой однородности магнитного поля можно заметить, что средняя компонента этого триплета расщеплена то же наблюдается и у двух других компонент триплета. Три компоненты триплета [c.171]

Чрезвычайно высокие требования к постоянству и однородности магнитного поля предъявляются особенно к спектрометрам Н-ЯМР. Для разрешения линий, разделенных в спектре менее чем на 1 Гц, однородность магнитного поля спектрометра ЭПР с частотой 60 МГц должна быть лучше, чем 10- . Эти требования еще более возрастают для приборов с большими [c.252]

Пусть система, в которой находится электрон, помещена в однородное магнитное поле, вектор напряженности кото-—> [c.103]

Основная задача ядерного магнитного резонанса заключается в рассмотрении поведения ядерного спина, обладающего механическим (/Л) и магнитным ([ . = уЬ1) моментами в однородном магнитном поле. Здесь / — спин ядра у — гиромагнитное отношение, постоянное для каждого типа ядер й — постоянная Планка. [c.53]

Непременным требованием, предъявляемым к электромагнитам, является высокая однородность поля (магнитного) в зазоре магнита. Однородность поля повышают с помощью системы катушек определенной формы, расположенных на полюсных наконечниках магнита. Изменяя силу тока в катушках, регулируют распределение поля в зазоре. Дополнительное улучшение однородности магнитного поля, действующего на образец, получают при его вращении. Конструкция турбины, а также прецизионных стеклянных ампул цилиндрической формы определяют уровень шумов, возникающих при вращении образца. [c.56]

Проекция орбитального механического момента Р, на ось квантования Z (например, на направление внешнего однородного магнитного поля, см. гл. I) определяется квантовым числом т [c.291]

Если проводник, по которому течет ток, поместить в однородное магнитное поле, составляющее прямой угол с направлением электрического тока (рис. 139), то в проводнике возникает э. д. с., направленная перпендикулярно к плоскости, содержащей векторы электрического тока и напряженности магнитного поля. Это явление называют эффектом Холла (1879 г.). Эффект Холла, обусловленный ионной проводимостью, настолько мал, что им можно полностью пренебречь. Поэтому ниже рассмотрим эффект Холла в металлах и полупроводниках. [c.327]

Рассмотрим электрон в состоянии к с энергией г к), находящийся в однородном магнитном поле Н. Очевидно, изображаю- [c.334]

Пусть поле Н направлено по оси г и через металл распространяется волна продольного звука с волновым вектором q/, вследствие возникновения областей разрежения и сжатия в кристалле появится синусоидально меняющееся электрическое поле. Так как скорость звуковой волны на несколько порядков меньше скорости электрона на поверхности Ферми, электрическое поле можно считать замороженным в решетке , а электрон — движущимся под действием постоянного во времени, но синусоидально меняющегося в пространстве электрического и однородного магнитного полей. Очевидно, геометрический резонанс наступит тогда, когда диаметр орбиты будет равен нечетному числу полуволн звукового поля [c.389]

Итак, в случае убывающего тока работа источника тока не равна количеству выделившейся теплоты. Она меньше количества выделившейся теплоты на йШ=ЫсИ. Объемная плотность энергии однородного магнитного поля равна Аи =(1/2) хо хЯ , а для любого магнитного, применяя прием математического интегрирования, как и для электрического поля, найдем [c.51]

Обнаружен голландским физиком Питером Зееманом в 1896 г. по расщеплению спектральных линий натриевого пламени при наложении внешнего однородного магнитного поля. [c.126]

Введение однородного магнитного поля проявляется в двух дополнительных членах (линейном и квадратичном по полю) [c.127]

Недавнее развитие радиоспектроскопии, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) сделало доступными два новых пути обнаружения свободных радикалов и метастабильных промежуточных соединений, образующихся в ходе химических реакци11. Атомы и радикалы с неспаренпыми электронами, помещенные в однородное магнитное поле, будут поглощать микроволны соответствующей частоты. Концентрации радикалов порядка 10 М могут быть обнаружены в пробе всего лишь 0,1 мл. Этим методом можно наблюдать многие радикалы и парамагнитные вещества. [c.99]

В [31] исследуется влияние однородного магнитного поля на массообмен сферической частицы с обте1 ающей вязкой электропроводной жидкостью при больших числах Пекле, малых числах Рейнольдса и Гартмана. Получено соотношение [c.259]

Ширшов рассматривает воздействие на эмульсию, ,нефть в воде скрещенных магнитного и электрических полей при напряженностях их до 48 кА/м и 10 В/см соответственно и приходит к выводу, что эффект воздействия электрического и магнитного полей несомненно выше, чем эффект воздействия только электрического поля и объясняет это тем, что однородное магнитное поле оказывает влияние на процесс отделения нефтепродукта только в присутствии электрического. Этот интересный вывод требует, однако, более глубокой проверки. Во всяком случае его можно отнести лишь к тому диапазону параметров поля, который был использован автором диссертации. С мнением о сложности и неразработанности теории электромагнитофореза можно, без сомнения, согласиться, что не снижает актуальности исследования и его практических перспектив. [c.55]

Для получения спектров ЯМР образеи помещают в сильное однородное магнитное поле и действуют иа него радиочастотным излучением. Изменяя частоту генератора, возбуждающего магнитное поле, перпендикулярное к постоянному полю магнита, достигают [c.97]

Однородное магнитное поле, в которое внесен атом, изменяет угловую скорость вращения его электронов вокруг ядра. Взаимная ориентащм орбиты электрона, вектора его орбитального [c.20]

Метод ЯМР заключается в следующем. Ядра некоторых атомов, в том числе и водорода (протона), обладают собственным моментом количества движения — ядерньш спином, который характеризуется спиновым квантовым числом /. При вращении заряженного ядра возникает магнитное поле, направленное по оси вращения. Другими словами, ядро ведет себя подобно маленькому магниту с магнитным моментом рц. Магнитный момент квантуется, т. е. ядро с ядерным спиновым числом / может ориентироваться во внешнем однородном магнитном поле На различными способами, число которых определяется магнитным квантовым числом т/. Каждой такой ориентации ядра соответствует определенное значение энергии. Ядра некоторых элементов, имеющих спиновое квантовое число I = = /а ( Н, зф), во внешнем магнитном [c.146]

Для возбуждения переходов на образец, помещенный в постоянное однородное магнитное поле, необходимо воздействовать переменным магнитным полем Bv = B°v os(2лv/- -6), сравнимым по энергии с зеемановских уровней системы. Резонансное поглощение электромагнитного излучения происходит при условии, что вектор осциллирующего магнитного поля перпендикулярен направлению постоянного магнитного поля 8,-1 В и для рассматриваемой двухуровневой системы удовлетворяется равенство [c.11]

Магнит, используемый в ЯМР-спектрометре, может быть постоянным либо электромагнитом. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Преимущество электромагнита состоит в возможности установления любого значения напряженности магнитного поля в широких пределах, причем верхний предел составляет примерно 2,4 10 А/м. К недостаткам электромагнитов относятся высокая стоимость стабилизированных источников питания и необходимость в достаточно квалифицированном обслуживании. Постоянный магнит не дает возможности изменять напряженность магнитного поля в широком интервале, причем верхний предел напряженности поля постоянных магнитов составляет около 1,2 10 А/м, зато такие магниты высоко стабильны и требуют только тер-мостатирования. Для обоих типов магнитов можно получить однородность поля порядка 10 и 10 °. В связи с этим следует отметить, что ЯМР является единственным методом, который позволяет оценить столь высокую однородность магнитного поля./ [c.41]

Максимального разрешения мож ю достичь лишь при очень медленной скорости развертки (порядка сотых долей герца в секунду), что не всегда возможно из-за недостаточной стабильности прибора, проявления эффекта насыщения и других причин. В среднем скорость развертки составляет 1 Гц/с. При быстрой развертке спектра сигналы ЯМР несколько искажаются характерным шлейфом затухающих колебаний (вигглями) (рис. 19, а), которые сопровождают каждый узкий пик Б спектре. Амплитуда вигглей убывает по экспоненциальному закону. Примечательно, что картина вигглей хорошо отражает степень однородности магнитного поля виггли тем сильнее, их огибающая тем более плавная, чем более однородное магнитное поле и, следовательно, чем выше разрешающая способность спектрометра. [c.53]

Для измерения явления резонанса пробу исследуемого вещества (н виде жидкости илн раствора) вносят в однородное магнитное поле На. Исследуемое вещество помешают в центр индукционной катушки, создающей высокочастотнос [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология