Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фаррар Т. -> "Импульсная и фурье-спектроскопия ЯМР" -> 13

Импульсная и фурье-спектроскопия ЯМР - Фаррар Т.

Фаррар Т., Беккер Э. Импульсная и фурье-спектроскопия ЯМР — М.: Мир, 1973. — 165 c.
Скачать (прямая ссылка): impulsnayafurespetroskopiya1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 54 >> Следующая

Количественно спад М z описывается уравнениями Блоха (1.28) при Мж= Му=
0:
dMjdt = — (Мг — М0)/Т,. (2.1)
Интегрирование уравнения (2.1) с начальным условием М 2= — М о при t = 0
дает
М2 = ,М0 [ 1 — 2 exp (— t/Ti)\. (2.2)
Это и есть функция, построенная на рис. 2.3. На практике выражение (2.2)
используется в преобразованном виде
Рис. 2.3. Измерение 7i с помощью импульсной последовательности 180°, т,
90°.
а— в момент t — О М инвертируется 180°-ным импульсом; б — через
промежуток времени т 90°-ный импульс поворачивает М до совпадения с осью
у' (или —у'); в — строится зависимость от т начального значения
индуцированного сигнала после 90°-ного импульса, которое пропорционально
М в момент времени г. Для построения каждой точки нужна своя
последовательность 180°, -с, 90°. Стрелкой отмечена точка,
соответствующая случаю, показанному иа схеме б.
Свободная индукция и спиновое эхо 45
1п(Лоэ-Д) = 1п2Лта-,/Г11 (2.3)
где Ах — начальная амплитуда индуцированного сигнала после 90°-ного
импульса, приложенного в момент т, а Ат — предельное значение Ах при
очень длительном интервале между 180°-ным и 90°-ным импульсами. Тогда Tt
определяется по наклону графика зависимости In (Ат — Ах) от х.
Из выражения (2.3) можно видеть, что при т0 = = 7\1п 2 = 0,697^ Ах= 0.
Поэтому 7\ можно определить по временному промежутку % между импульсами,
при котором 90°-ный импульс не сопровождается сигналом свободной
индукции. Этот способ полезен для грубой оценки Ть но не годится для
точных измерений. Причину этого мы увидим, когда в гл. 3 рассмотрим
аппаратуру импульсного метода ЯМР.
Если Ti > Т2, то Ti можно определить также с помощью импульсной
последовательности 90°, т, 90°. В этом случае сигнал свободной индукции
после первого 90°-ного импульса спадает до нуля значительно быстрее, чем
М 2 достигает своего равновесного значения. Поэтому второй 90°-ный
импульс позволяет определить значение Mz в момент т, как и с помощью
последовательности 180°, т, 90°. Если ряд 90°-ных импульсов повторяется с
интервалами т, то М быстро достигает стационарного состояния, величина М
в котором зависит отт и 7'4. После фиксации стационарной величины сигнала
последовательность 90°, т, 90°, т, 90°, т, ... повторяется с другим
значением т. Поскольку М поворачивается только на 90°, а не на 180°, то
начальное условие для интегрирования уравнения (2.1) теперь имеет вид М
z= 0 при t = 0. Поэтому график зависимости 1п(Лсо—Лг) отт снова является
прямой линией, по наклону которой можно найти 7\. Последовательность 90°,
х, 90°, т, 90°, ... при больших Т4 часто позволяет сэкономить время,
особенно если требуется усреднение по времени (накопление) повторяющихся
сигналов для повышения отношения сигнала к шуму. Описанный способ
пригоден лишь при Т2-С Тй в противном случае оставшаяся компонента
намагниченности, направленная вдоль у', в момент времени т будет
повернута в направлении оси г' и соотношение, используемое для
определения Ти окажется неприменимым.
46 Глава 2
Рис. 2.4. Эксперимент Хана со спин-эхо.
а — 90°-ный импульс, приложенный в момент времени t = 0 вдоль оси х',
заставляет М повернуться до совпадения с положительным направлением оси
у’", 6 — макроскопические намагниченности ш. ядер, находящихся в разлых
частях образца, расфазируются под влиянием неоднородности в напряженности
Н0. Ядра, прецес-сирующие быстрее, чем со средней скоростью вращающейся
системы координат, во вращающейся системе движутся к наблюдателю! Если
смотреть вниз со стороны положительной оси г', то они движутся по часовой
стрелке, тогда как ядра, движущиеся медленнее, чем вращающаяся система,
движутся против часовой стрелки; в — 180°-ный импульс, приложенный в
момент времени х вдоль оси х', заставляет все гп. повернуться на 183°
вокруг оси х’; г — более быстрые ядра, продолжая двигаться во вращающейся
системе по часовой стрелке, теперь удаляются от наблюдателя, тогда как
медленные ядра движутся против часовой стрелки к наблюдателю; д — в
момент времени 2 т все ш. оказываются совпадающими по фазе и
направленными вдоль оси —у'; е — при t >2хт. снова расфазируются.
В разд. 5.6 мы покажем,что существуют методики, в которых указанное
ограничение заменяется на менее строгое, а именно Т2*« Тi. Для наиболее
точных измерений, вообще говоря, используется методика 180°, г, 90°.
2.3. Измерение Т2 методом спинового эхо
В случаях, когда не выполняется условие Т2 < (2/? АЯ0) [см. выражение
(1.11)1, вклад неоднородности поля Н0 в скорость спада индуцированного
сигнала не позволяет использовать это время спада Т2* как меру Т2.
Остроумный способ преодоления влияния неоднородности впервые был
предложен Ханом [2], который назвал его методом спинового эхо. Метод
состоит в том, что на спиновую систему воз-
Свободная индукция и спиновое эхо 47
действуют импульсной последовательностью 90°, %, 180° и в момент времени
2% наблюдают «эхо-сигнал» свободной индукции. Объяснение сущности этого
метода представлено на рис. 2.4, на котором показано поведение вектора
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 54 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed