CCF20110129042

energii A i', między dwiema sąsiednimi orientacjami spinowymi jest dla danego ji|tIm i określonego natężenia pola magnetycznego stała i wynosi:

A E = yhH₀    (6,71

Proton o liczbie spinowej / = 1/2, umieszczony w jednorodnym polu magnetycznyll H₀, może przyjąć dwie orientacje:

•    równoległą do przyłożonego pola, o energii niższej (£j = —^yhH₀)',

•    antyrównoległą o energii wyższej (E₂ = |yhH₀)■

Hn

O

o

A £

Rys. 6.53. Precesja protonu w stałym polu magii' tycznym

Rys. 6.52. Stany energetyczne jądra o liczbie spinowej I = \ w stałym polu magnetycznym

Stany energetyczne jądra o liczbie spinowej / = 1/2 w stałym polu magnetycznyii przedstawiono na rys. 6.52. Jądro ze stanu o energii niższej może przejść do położi nia o energii wyższej i odwrotnie. Przejścia takie są możliwe wówczas, gdy do jącli umieszczonego w stałym polu magnetycznym dostarczymy energię hv, równą różnie energii między dwoma sąsiednimi poziomami spinowymi A E, czyli

(6.75

hv — A E

h

2tt

y—Ho

(6.76)

2ti ""

¹ ilii> podstawowe równanie spektroskopii NMU będące zarazem warunkiem jądrowego miiimsu magnetycznego.

Aby ustalić, w jakich warunkach jest możliwa absorpcja kwantu hv i przejście jądra ■m u yższy poziom energetyczny, należy rozpatrzyć pewną charakterystyczną właściwość I mli miii (magnesu) wirującego w stałym polu magnetycznym. Wirujący proton doznaje mi Im procesyjnego wokół kierunku linii sił pola magnetycznego, jak to przedstawia o Vk Częstość precesji nazywana jest częstością Larmora, a wyrazić ją można minii:

co_L = 2nv_L = yH₀    (6.77)

l imym o>\ to prędkość kątowa precesji w radianach na sekundę, a u_L — częstość |Mt u |i (częstość Larmora). Częstość precesji zależy zatem od natężenia pola magne-- mego //o i rodzaju jądra, z równania (6.77) wynika bowiem, że:

(6.78)

v_L

1|,|.I

yH₀

2tx

i lulije zasadnicze podobieństwo między podstawowym równaniem NMR (6.76) a rów-H nilem na częstość precesji (6.78). Oznacza to, że do układu możemy wprowadzić 1'ii'liileniowanie elektromagnetyczne o częstości v, dostosowane do częstości precesji W tych warunkach energia może być zaabsorbowana przez jądro i może spowodo-H jego przejście na wyższy poziom energetyczny. Warunkiem absorpcji jest zatem « i(|emne dopasowanie częstości promieniowania elektromagnetycznego v i natężenia " nędznego pola magnetycznego H₀. Wzajemne dopasowanie v i H₀, wywołujące ab-M pi ję promieniowania, nazywa się rezonansem magnetycznym, a równanie (6.76) • ni imkiem rezonansu.

Tablica 6.16. Częstości rezonansowe niektórych izotopów przy natężeniu pola H₀ = 1 T (10000 Gs)

Izotop	v [Mhz]	Względna czułość detekcji
'H	42,57	1
^l3C	10,71	0,0159
^i4N	3,076	0,00101
^17o	5,772	0,0291
19p	40,06	0,834
3^1P	17,24	0,0664

('zęstość rezonansową można obliczyć na podstawie równania (6.76). Jest ona różna Hm różnych jąder. W tablicy 6.16 przedstawiono częstości rezonansowe niektórych jąder |ir/y natężeniu pola H₀ = 1 T (10 000 Gs) i względne czułości detekcji tych jąder Małym polu magnetycznym. Z warunku rezonansu wynika, że eksperyment można imtwadzić w dwojaki sposób:

a)    przy ustalonej częstości radiowej v₀ można zmieniać natężenie pola magnetycznego tak długo, aż wystąpi rezonans;

b)    przy stałym natężeniu pola H₀ można zmieniać częstość promieniowania radiowego v aż do wystąpienia rezonansu.