Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гольдин Л.Л. -> "Квантовая физика. Водный курс" -> 75

Квантовая физика. Водный курс - Гольдин Л.Л.

Гольдин Л.Л., Новиков Г.И. Квантовая физика. Водный курс — М.: Институт компьютерных исследований, 2002. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizikavvodniykurs2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 190 >> Следующая

вектор Е колеблется по направлению, перпендикулярному к вектору
магнитного поля электромагнита. Соответствующая компонента будет поэтому
линейно поляризована.
Все сказанное выше непосредственно переносится на линию с Ать = +1
(переходы 3 и 6 на рис. 75). Эти линии снова являются циркулярно
поляризованными (в обратную сторону) при наблюдении вдоль поля и линейно
поляризованными при наблюдении поперек поля. Обратимся теперь к
несмещенной компоненте (переходы 2 и 5 на рис. 75). В этом случае А ть =
A ms = 0. Соответственно квант имеет нулевую проекцию спина на
направление магнитного поля. Легко понять, что при наблюдении вдоль поля
несмещенная компонента вообще не видна. В самом деле, она должна была бы
возникать от квантов, имеющих нулевую проекцию спина на направление
движения. Но та-
§38. Магнитный резонанс
197
ких квантов не существует. При наблюдении вдоль поля видны поэтому только
две из трех компонент зеемановского триплета.
Рассмотрим теперь поляризацию несмещенной компоненты при наблюдении
поперек поля. Чтобы разобраться в явлении, мы должны в этом случае
перейти к классическим представлениям. Нетрудно сообразить, что колебания
не видны при наблюдении вдоль поля лишь в том случае, если вектор Е
колеблется в этом направлении. Следовательно, несмещенная компонента
зеемановского триплета линейно поляризована, причем вектор Е колеблется
вдоль магнитного поля.
Приведенные рассуждения целиком переносятся на компоненты мультиплетов
сложного эффекта Зеемана. Отдельные компоненты в этом случае имеют
определенную проекцию raj, которая с точки зрения поляризационных
эффектов ничем не отличается от гпь, определявших поляризацию компонент
"нормального" триплета.
Отметим в заключение, что с точки зрения обычной экспериментальной
техники для всех атомов, кроме самых легких, слабые поля являются
нормальными, а сильные - необыкновенно сильными. Поэтому названия
"нормальный" и "аномальный" по отношению к эффекту Зеемана не выдерживают
критики ни с экспериментальной, ни с теоретической точек зрения.
§ 38. Магнитный резонанс
Энергетические уровни частиц (электронов, атомов, атомных ядер, молекул)
с отличными от нуля магнитными моментами при наложении магнитного поля
испытывают зеемановское расщепление. Спонтанные электромагнитные переходы
между компонентами, на которые расщепился уровень, мало вероятны1. Однако
они происходят под влиянием
1 Проще всего в этом убедиться на примере атома водорода. Расщепление
основного уровня связано с различием в величине проекции спина и
связанного с ним магнитного момента на вектор магнитной индукции В.
Переходы между появившимися компонентами уровня возможны поэтому лишь при
As / 0, что запрещено правилами отбора.
В
Наблюдаемое направление поляризации
Рис. 77. К определению поляризации света при наблюдении поперек поля.
198
Глава 7
достаточно сильного внешнего электромагнитного излучения, если кванты
излучения обладают энергией (частотой), равной энергии (частоте)
переходов между компонентами уровня, т. е. при выполнении резонансного
условия Нио = AUb, или с учетом (7.5)
Нсо = дивВ. (7.12)
Здесь bw - энергия квантов переменного электромагнитного поля, а д/1вВ -
расстояние между компонентами расщепившегося уровня (в энергетических
единицах) в постоянном магнитном поле с индукцией В. При выполнении
условия (7.12) и наблюдается магнитный резонанс.
В зависимости от типа частиц, магнитный момент которых изучается,
различают электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный
резонанс (ЯМР). В первом случае в условие (7.12) входит магнетон Бора, а
во втором - ядерный магнетон //дг и g-фактор (гиромагнитное отношение)
ядра.
Оценим длину волны излучения, удовлетворяющего условию (7.12), в этих
двух случаях.
Пусть В = 3 • 103 Гс. Тогда для наблюдения ЭПР потребуется излучение с А
= 27тс/ио = 27гсН/д^вВ. Положив д = 2 и имея в виду, что Ив = 0,927 • Ю-
20 эрг/Гс, получаем
6, 28 • (3 • Ю10 см/с) • (1,05 • 10-27 эрг • с)
А =-------------------------------------------" 3 см.
2 • (0, 927 • 10 эрг/Гс) • (3 • 103 Гс)
Этой длине волны соответствует частота v = 104 МГц. Излучение с такой
частотой относится к радиоволнам СВЧ диапазона.
Ядерный магнетон (i^ = eh/2mpc приблизительно в 2000 раз меньше
электронного, поэтому ЯМР при том же магнитном поле наблюдается на
частотах порядка 5 МГц.
С помощью магнитного резонанса проводятся многие важные исследования:
определяются магнитные моменты атомов и атомных ядер, изучаются
особенности строения молекул и кристаллов, исследуется кинетика
химических реакций и т.д.
Ядерный магнитный резонанс впервые наблюдался в опытах с молекулярными
пучками. Метод молекулярных пучков (Раби, 1938 г.) заключается в том, что
тонкий пучок нейтральных частиц (атомов, молекул) пропускается в вакууме
через магнитные поля и подвергается воздействию радиочастотного поля. На
рис. 78 изображена схема установки для наблюдения магнитного резонанса
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 190 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed