Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego

N geograficzna ≡

S magnetyczne

S geograficzne ≡

N magnetyczna

N

S

pamiętaj! E = E

0

+ U

(oddz)

; ZAWSZE!!!

energia

początkowa

energia

oddziaływania

M a kroświat

przyciąganie, U

(oddz)

< 0, E jest

teraz minimalna

nadal przyciąganie, U

(oddz)

rośnie

(„idzie” w kierunku +), E też rośnie

nadal przyciąganie, U

(oddz)

i

E ciągle rosną

U

(oddz)

= 0, E coraz większa

odpychanie, U

(oddz)

> 0 i największa,

E jest maksymalna

odpychanie, teraz już U

(oddz)

>

0,

E nadal coraz większa

W

makroświecie

magnes

(igła

magnetyczna), dążąc do minimum energii,
dąży do ustawienia zgodnego z polem.
Można jednak wymusić jego dowolne
ustawienie względem pola przykładając siłę
i odchylając od kierunku pola. Odchylając –
wykonujemy pracę. Energia potencjalna
magnesu będzie większa o wartość tej
pracy; zmienia się ona w sposób ciągły, w
zależności od kąta o jaki odchylimy magnes.

4. Zniesienie degeneracji stanów spinowych jąder

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego

W mikroświecie, dla protonu i
innych jąder o spinie 1/2, możliwe
są

jedynie

dwie

orientacje

momentu

magnetycznego

względem pola: równoległa i –
przeciwna

do

pola

–

antyrównoległa…

M i kroświat

jądro (I=½, g>0)

spin; pamiętaj!!! ≡

moment magnetyczny

Biegun N

Biegun S

kierunek z (B)





…czyli możliwe są dwie wartości
energii oddziaływania momentu
magnetycznego jądra z polem
magnetycznym:
dla stanu  mamy: U

(oddz)

< 0

dla stanu  mamy: U

(oddz)

> 0

Obecnie stosuje się magnes nadprzewodzący, który
otoczony jest płaszczem chłodzącym wypełnionym ciekłym
helem; ten otoczony jest płaszczem z ciekłym azotem;

U

(oddz)

< 0 U

(oddz)

> 0

S

N

(iii) układ izolowany

przypadkowe orientacje
indywidualnych spinów
jądrowych; w skali mikro
– dowolność wyboru
kierunku z dla każdego
jądra;

E



=E



 n



=n



(iv) „włączamy” pole

magnetyczne

a) wyróżniamy

kierunek

b) kwantyzacja

spinów dotyczy
właśnie tego
kierunku

(v) zniesienie degeneracji stanów  i 

M

(vi) pojawia się wypadkowe

namagnesowanie układu jako całości

jest to konsekwencją
nadmiaru spinów
 (dla protonów) nad

spinami , co wynika

z boltzmannowskiego
rozkładu obsadzeń

dlaczego? vide

„przykład z

podkówką”

(i) jądra mają spin

(ii) ze spinem związany

jest moment
magnetyczny

z

z

N

N

S
S

M