Электронный парамагнитный резонанс. - 4 стр.

излучения. В этом случае: N 1 (K 1 + K инд ) = N 2 (K 2 + K инд ) ,так как вероятность
вынужденного перехода сверху вниз и снизу вверх одинакова. Энергия,
поглощаемая в единицу времени Wn , будет определяться соотношением:
                                            NK 1 ⎡ (∆W )2 ⎤ ⎡ K инд ⎤
             Wn = ∆Wn K инд ( N 1 − N 2 ) =      ⎢        ⎥⎢        ⎥ (2)
                                             2 ⎣ kT ⎦ ⎣ K 1 + K инд ⎦
Из этого выражения следует,что скорость поглощения энергии пропор-
циональна числу парамагнитных частиц.
     При сильной накачке, когда скорость индуцированных переходов
соизмерима со скоростью спонтанных переходов, будет наблюдаться
насыщение, т.е. доля поглощенной энергии будет уменьшаться (см. рис.2).
Величина константы скорости спонтанных переходов с верхнего уровня на
нижний K1 зависит от взаимодействия возбужденной частицы с окружающей
средой. Энергия возбуждения может быть передана кристаллической решетке
твердого тела или вызвать переход между зеемановскими уровнями в соседних
парамагнитных частицах. В первом случае величина K1 , определяется
временем спин-решеточной релаксации, во втором - спин-спиновой
релаксации. Возможна также передача энергии в результате обменного
взаимодействия парамагнитных частиц. Величина K1 есть обратное время
жизни парамагнитной частицы в возбужденном состоянии, и, следовательно,
она определяет ширину линии поглощения. Согласно         принципу не-
                                      ∆E
определенности     ∆E ⋅ τ = h или        = h . Если ширину линии поглощения
                                      K1
измерять в единицах напряженности магнитного поля, то для ширины линии
получим
                                     δ (∆W )
                                δH =         .                      (3)
                                        gβ
                                                                                     −1
      Для парамагнитных солей элементов группы железа K 1 = 10 c
                                                                                10

свободных радикалов в твердых органических соединениях K1=107 c-1 и
δH = 1Э . Время релаксации и, следовательно, ширина линии поглощения
может меняться при изменении параметров изучаемой системы. Так, спин-
спиновое взаимодействие может быть уменьшено разбавлением системы -
уменьшением концентрации парамагнитных частиц. По зависимости ширины
линии от концентрации раствора можно определить константу скорости
спинового обмена. Снижение температуры приводит к замедлению спин-
решеточной релаксации и сужению линий. Увеличение интенсивности
электромагнитного излучения     до уровня, когда проявляется эффект
насыщения, приводит к уменьшению времени жизни возбужденного состояния
парамагнитной частицы и уширению линии. При регистрации спектра ЭПР в
виде первой производной линии поглощения амплитуда сигнала J и его
ширина δH связаны соотношением J ⋅ δH 2 = S . S - плошадь под кривой линии