Физические методы исследования полимеров. Шестаков А.С. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

19
ментом количества движения (спином). В макро-
мире механической моделью ядра можно считать
вращающийся шарик, который имеет положитель-
ный заряд , распределённый по объёму или по по -
верхности. Его вращение вызовет круговой элек-
трический ток, и, как следствие , - магнитное поле ,
направленное вдоль оси вращения. Эта простей-
шая механическая модель позволяет понять, поче-
му все ядра, имеющие спин, обладают магнитными
свойствами, которые количественно характеризу-
ются магнитным моментом ядра. Магнитный мо-
мент ядра
µ
ρ
и его спин
Р
ρ
являются коллинеарны-
ми векторами в пространстве: длины двух векторов связаны соотношением
Р
ρ
ρ
γµ = ,
где
γ
- коэффициент пропорциональности, называемый гиромагнитным от -
ношением.
Гиромагнитное отно-
шение является одной из ха -
рактеристик магнитных
свойств ядра. В макромире
наиболее близким аналогом
ему была бы намагничен-
ность твёрдого тела, напри-
мер, магнитной стрелки
компаса.
Помещённое в поле
постоянного магнита, маг-
нитное ядро будет взаимо-
действовать с этим полем,
определённым образом ори-
ентируясь в пространстве.
Подобно оси волчка , вра-
щающегося в поле тяготения
Земли, магнитный момент
ядра будет прецессировать
вокруг направления посто-
янного магнитного поля Н
0
(рис.19). Ядра будут прецес-
сировать вокруг направ -
ляющей магнитного поля так, что проекция магнитного момента µ каждого
отдельного ядра будет направлена вдоль или против этого направления
(рис.20). Ядра оказываются на двух уровнях энергии, отличающихся на
величину ∆Е. На верхнем уровне (рис.20) находятся ядра, магнитный
момент которых прецессирует под горизонтальной плоскостью (против
поля); различное число векторов над и под плоскостью условно
Рис.18 Вращающий-
ся заряд в протоне
создаёт магнитный
диполь.
Рис. 19 Прецессия
протона в магнитном
поле Н
0
. 1-орбита пре -
цессии; 2-ядерный маг-
нитный диполь
µ
; 3-
вращающийся протон.
Рис. 20 Прецессия
ансамбля протонов .
М -результирующая
намагниченность. 
                                         19
                            ме нт ом колич е ст в а дв иж е ния (спином). В макро-
                            мире ме ханич е ской моде лью ядра мож но сч ит ат ь
                            в ращаю щийся ш арик, кот орый име е т полож ит е ль-
                            ный заряд, распре де лё нный по объ ё му или по по-
                            в е рхност и. Е го в раще ние в ызов е т кругов ой эле к-
                            т рич е ский т ок, и, каксле дст в ие , - магнит ное поле ,
                            направ ле нное в доль оси в раще ния. Э т а прост е й-
                            ш ая ме ханич е ская моде ль позв оляе т понят ь, поч е -
Рис.18 В ращаю щий- му в се ядра, име ю щие спин, обладаю т магнит ными
ся заряд в прот оне св ойст в ами, кот орые колич е ст в е нно характе ризу-
создаё т      магнит ный ю т ся магнит ным моме нт ом ядра. М агнит ный мо-
диполь.                                      ρ             ρ
                            ме нт ядра µ и е го спин Ряв ляю т ся коллине арны-
ми в е кторами в прост ранст в е : длины дв ухв е кторов св язаны соот нош е ние м
                                            ρ   ρ
                                           µ = γР,
где γ - коэффиц ие нт пропорц иональност и, назыв ае мый гиромагнит ным от -
нош е ние м.
        Г иромагнит ное от но-
ш е ние яв ляе т ся одной из ха-
ракте рист ик         магнит ных
св ойст в ядра. В макромире
наиболе е близким аналогом
е му была бы намагнич е н-
ност ь т в ё рдого т е ла, напри-
ме р, магнит ной ст ре лки
компаса.
        Поме щё нное в поле
пост оянного магнит а, маг-
нит ное ядро буде т в заимо-
де йст в ов ат ь с эт им поле м,
опре де лё нным образом ори-
е нт ируясь в прост ранст в е .
Подобно оси в олч ка, в ра-
щаю ще госяв поле т ягот е ния
Зе мли, магнит ный моме нт Рис. 19 Пре ц е ссия
ядра буде т пре ц е ссиров ат ь прот она в магнит ном Рис. 20 Пре ц е ссия
в округ направ ле ния пост о- поле Н0. 1-орбит а пре - ансамбляпрот онов .
                                      ц е ссии; 2-яде рный маг-
янного магнит ного поля Н0 нит ный диполь µ; 3- М -ре зульт ирую щая
                                                                намагнич е нност ь.
(рис.19). Ядра будут пре ц е с- в ращаю щийсяпрот он.
сиров ат ь в округ направ -
ляю ще й магнит ного полят ак, ч т о прое кц иямагнит ного моме нт а µ каж дого
от де льного ядра буде т направ ле на в доль или прот ив эт ого направ ле ния
(рис.20). Ядра оказыв аю т ся на дв ух уров нях эне ргии, от лич аю щихся на
в е лич ину ∆Е. На в е рхне м уров не (рис.20) находят ся ядра, магнит ный
моме нт кот орых пре ц е ссируе т под горизонт альной плоскост ью (прот ив
поля); различ ное ч исло в е кторов над и под плоскост ью услов но

Страницы