Спецпрактикум по сверхвысоким частотам. Гусев Ю.А. - 108 стр.

UptoLike

Составители: 

линии может быть записано в следующем виде:
+=
3
2
222
)cos31(
)1(
4
3
)(
V
gSSH
θ
β
(9)
В выражении (9) отражены два отдельных эффекта: первый соответствует
истинному магнитному полю, обусловленному соседними электронами, а второй
связан с тем, что взаимодействие с вращающимися компонентами моментов
прецессирующих соседних спинов понижаeт время жизни спина в данном
энергетическом состоянии.
Как видно, единственным параметром является расстояние между спинами V.
Следовательно, единственным путем уменьшения
электронного спин-спинового
взаимодействия является уменьшение свободных радикалов до тех пор, пока не
начнут появляться другие формы уширения. При исследовании свободных
радикалов концентрация их обычно достаточно мала, и эта форма уширения не
играет существенной роли.
К большому уширению приводит дипольное спин-спиновое взаимодействие
с ближайшим магнитным ядром. В зависимости от
состояния окружающей среды
существует два предельных случая. Если все молекулы и ядра жестко закреплены
в своих положениях, то будет наблюдаться полное дипольное взаимодействие.
б) Спин-решеточное взаимодействие
.
Спин-решеточным взаимодействием называют все процессы, в которых
электронные спины могут отдавать свою энергию молекуле или решетке.
Магнитная энергия, таким образом, переходит в тепловую энергию, и в результате
релаксационного процесса спин электрона с возбужденного уровня может
перейти в основное состояние.
Теория спин-решеточного взаимодействия была детально рассмотрена
Кронигом. Он постулировал
два механизма обмена энергии спинов с решеткой.
Согласно первому механизму, возможен обмен целого кванта
непосредственно с соответствующими колебаниями решетки; по второму
механизму квант энергии рассеивается решеткой и меняет свое значение. Оба эти
механизма дают время спин-решеточной релаксации:
1
T
~
N
T
M
2
λ
(10)
где - расщепление между ближайшими орбитальными уровнями, λ -
константа спин-орбитального взаимодействия, М - принимает значения от 4 до 6,
N - принимает значения от 1 до 7.
В обычных парамагнитных атомах Т
1
порядка 10
-8
сек. Однако в некоторых
случаях действует другой механизм обмена энергии между системой спинов и
решеткой. Так, колебательные движения будут способствовать переходу
магнитной энергии в термическую. Переходу энергии способствует также любое
обменное взаимодействие.
в) Обменное сужение
.
Обменное взаимодействие имеет место, когда происходит обмен электронов,
линии может быть записано в следующем виде:

                           3                 (1 − 3 cos 2 θ )
                    (∆H ) = S ( S + 1) g β ∑
                         2              2 2
                                                                (9)
                           4                       V3

     В выражении (9) отражены два отдельных эффекта: первый соответствует
истинному магнитному полю, обусловленному соседними электронами, а второй
связан с тем, что взаимодействие с вращающимися компонентами моментов
прецессирующих соседних спинов понижаeт время жизни спина в данном
энергетическом состоянии.
     Как видно, единственным параметром является расстояние между спинами V.
Следовательно, единственным путем уменьшения электронного спин-спинового
взаимодействия является уменьшение свободных радикалов до тех пор, пока не
начнут появляться другие формы уширения. При исследовании свободных
радикалов концентрация их обычно достаточно мала, и эта форма уширения не
играет существенной роли.
     К большому уширению приводит дипольное спин-спиновое взаимодействие
с ближайшим магнитным ядром. В зависимости от состояния окружающей среды
существует два предельных случая. Если все молекулы и ядра жестко закреплены
в своих положениях, то будет наблюдаться полное дипольное взаимодействие.
     б) Спин-решеточное взаимодействие.
     Спин-решеточным взаимодействием называют все процессы, в которых
электронные спины могут отдавать свою энергию молекуле или решетке.
Магнитная энергия, таким образом, переходит в тепловую энергию, и в результате
релаксационного процесса спин электрона с возбужденного уровня может
перейти в основное состояние.
     Теория спин-решеточного взаимодействия была детально рассмотрена
Кронигом. Он постулировал два механизма обмена энергии спинов с решеткой.
     Согласно первому механизму, возможен обмен целого кванта
непосредственно с соответствующими колебаниями решетки; по второму
механизму квант энергии рассеивается решеткой и меняет свое значение. Оба эти
механизма дают время спин-решеточной релаксации:

                                         ∆M
                                 T1 ~              (10)
                                        λ2 T N

     где ∆ - расщепление между ближайшими орбитальными уровнями, λ -
константа спин-орбитального взаимодействия, М - принимает значения от 4 до 6,
N - принимает значения от 1 до 7.
     В обычных парамагнитных атомах Т1 порядка 10-8 сек. Однако в некоторых
случаях действует другой механизм обмена энергии между системой спинов и
решеткой. Так, колебательные движения будут способствовать переходу
магнитной энергии в термическую. Переходу энергии способствует также любое
обменное взаимодействие.
     в) Обменное сужение.
     Обменное взаимодействие имеет место, когда происходит обмен электронов,