Составители:
3
§1. Цель работы.
1. Измерить резонансную частоту, при которой наблюдается эхо-сигнал и по результатам изме-
рения определить величину модуляции локального магнитного поля на ядрах
59
Co.
2.
Измерить длительность сигнала двухимпульсного эха и по результатам измерения определить
ширину линии поглощения сигнала ЯМР в тонких ферромагнитных пленках
59
Cо, а также раз-
брос локальных магнитных полей.
3. Измерить зависимость амплитуды двухимпульсного эха от несущей частоты возбуждающих
импульсов. Сравнить результаты измерений с результатами в п.2.
4. Измерить зависимость амплитуды сигнала двухимпульсного эха в зависимости от временной
задержки между импульсами возбуждения. По результатам измерения определить время спин
-
спиновой релаксации Т
2
(время продольной релаксации).
5. Получить сигнал стимулированного эха и измерить зависимость его амплитуды временной
задержки между первым и третьим импульсом. По результатам измерения определить спин
-
решеточной релаксации Т
1
(время продольной релаксации).
§2. Образование эхо-сигналов при малых углах нутации.
Явление ядерного магнитного эха состоит в том, что после возбуждения системы спинов,
помещенных в постоянное магнитное поле, двумя или более радиочастотными (РЧ) импульсами,
воздействующими на ларморовской частоте, в приемной катушке возникает РЧ импульс,
задержанный во времени относительно импульсов возбуждения. Этот импульс имеет ту же
частоту, что и возбуждающие импульсы и называется эхо
-сигналом.
Рассмотрим механизм образования этого эхо
-сигнала при воздействии двумя РЧ импуль-
сами и осуществляющими поворот вектора намагниченности спиновой системы на малые углы от
состояния равновесия (рис. 1а,б).
Будем считать, что образец у нас состоит из отдельных спиновых пакетов. Под спиновым
пакетом будем понимать совокупность ядер, находящихся при одинаковых условиях и имеющих
одинаковую ларморовскую частоту. Естественно от пакета к пакету эта частота отличается. Если
образец к моменту времени
t=0 достаточно долго находится в постоянном магнитном поле, то
магнитные моменты всех спиновых пакетов выстраиваются по постоянному полю
В
0
. При подаче
первого РЧ импульса магнитного поля вектор намагниченности
m отклоняется на угол =В
1
t
и
(где -гиромагнитное отношение исследуемых ядер, В
1
-величина индукции РЧ магнитного поля,
наводимого в катушке импульсом возбуждения,
t
и
- длительность импульса возбуждения). Далее
вектор намагниченности всего образца начинает прецессировать вокруг направления постоян
-
ного поля, но в связи с тем, что частоты прецессии для отдельных спиновых пакетов разнятся
(
n
=
n
л
B
- частота прецессии n-ого спинового пакета, находящегося в постоянном магнитном
поле
n
л
B ),то вектор суммарной намагниченности начинает разворачиваться. И пока еще m
0 (m
-
проекция вектора m на плоскость перпендикулярную В
0
) мы будем наблюдать сигнал свободной
индукции. К моменту времени
t=
12
вектора намагниченности отдельных спиновых пакетов
полностью расходятся и образуют конус с углом
. Второй импульс воздействует с момента
времени
t=
12
и поворачивает весь конус на угол . Опять некоторое время будет существовать
отличительная от нуля проекция вектора суммарной намагниченности
m
. Но из-за различных
скоростей прецессии образуются несколько конусов прецессии и сигнал свободной индукции
исчезает.
