Ларморова прецессия магнитных моментов протонов. Козлов В.И. - 2 стр.

                             Лабораторная работа 14-4

       Ларморова прецессия магнитных моментов протонов

    Исследуется одно из магнетомеханических явлений – ядерный магнитный резонанс .
Выполняемый эксперимент позволяет проверить теорему Лармора в отношении
магнитных моментов протонов.

                                           Введение

Магнетомеханические явления. Явления, в которых момент количества движения тела
меняется вследствие воздействия магнитного поля, называют магнетомеханическими. В
частности, одно из таких явлений наблюдали Эйнштейн и Гааз в 1915 г.
      В лабораторной работе предлагается познакомиться с одним из магнетомеханических
явлений – прецессией магнитных моментов в магнитном поле. Здесь имеются в виду
магнитные моменты протонов, входящих в состав ядер. Измерения, выполняемые в ходе
эксперимента, позволяют проверить теорему Лармора.
                                                          
      Если частица с магнитным моментом                   p магн (и жестко связанным с ним
                          
механическим моментом p мех ) находится в магнитном поле B , так что между векторами
 
 p магн и B имеется угол θ (рис. 1, а), то энергия w частицы определяется скалярным
произведением
                                        
                          w = − p магн ⋅ B = − p магн B cosθ .                          (1)

                                                
Эта энергия минимальна при θ = 00 , т .е. когда p магн B.
                                 
Но как будет вести себя момент p магн , когда θ ≠ 0 ? Частица с магнитным моментом
 
p магн испытывает воздействие вращающего момента Т со стороны поля B :
                                          
                                             [        
                                                       ]
                                         T = p магн ⋅ B ,                               (2)
                                                                             
который ориентирован, как показано на рис. 1, б. По-видимому, конец вектора p магн под
                                                                           
воздействием момента Т      будет описывать окружность, т. е. вектор p магн будет
прецессировать относительно направления вектора B .

                                                           
                   B                                        B

                                                                          
                                p магн                                     p магн
                                                            
                                                            Т
                       θ                                         θ
                                  а                                        б
                                                                          
                    Рис 1. Взаимная ориентация векторов         B, p магн и T .
     Теорема Лармора. Для отдельной частицы или множества частиц справедлива
теорема: если на систему частиц, обладающих одинаковым отношением