Larmorprecession

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 26 augusti 2021; kontroller kräver 3 redigeringar .

Larmorprecession är precessionen (rotationen som helhet) av det magnetiska momentet av elektroner , atomkärnan och atomer runt den externa magnetfältsvektorn .

Denna effekt gör det möjligt att förklara ett antal fysiska fenomen, såsom diamagnetism , magnetisk rotation av polarisationsplanet och den normala Zeeman-effekten [1] .

Definition

Ett magnetfält som appliceras på en magnetisk dipol med ett magnetiskt dipolmoment skapar ett kraftmoment lika med ${\vec {B)),$ ${\vec {\mu )),$

{\vec {\Gamma }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}=\gamma {\vec {J}}\times {\vec {B)),

där × anger korsprodukten , är rörelsemängden och γ är det gyromagnetiska förhållandet , som är proportionalitetskoefficienten mellan det magnetiska momentet och rörelsemängden. ${\vec {J}}$

I fallet med ett statiskt magnetfält riktat längs z -axeln , precesserar vinkelmomentvektorn runt z- axeln med en vinkelfrekvens , som kallas Larmor-frekvensen : ${\vec {B}}=B_{0}{\hat {z)),$ ${\vec {J}}$

\ \omega _{0}=\gamma B_{0}.

Precession är rörelsen av rörelsemängdsvektorn runt en vald axel, liknande rotationen av en topp.

Allt ovanstående gäller inte bara för den allmänna rörelsemängdsvektorn utan också för elektronens rörelsemängdsmängd, elektronens orbitala rörelsemängd, kärnans rörelsemängd och atomens totala rörelsemängd. ${\vec {J)),$ ${\vec {S)),$ ${\vec {L)),$ ${\vec {I}}$ ${\vec {F}).$

Det gyromagnetiska förhållandet är huvudskillnaden mellan alla typer av vinkelmoment som har diskuterats ovan, men följande formel låter dig kombinera alla typer,

\gamma ={\frac {g\mu _{B}}{\hbar )),

där g är g- faktorn , är Bohr-magneten och är Plancks konstant . För en elektron är det gyromagnetiska förhållandet 2,8 MHz/gauss . $\mu _{B}$ $\hbar$

1935, i sina verk , förutspådde L. D. Landau och E. M. Lifshitz förekomsten av en ferromagnetisk resonans av Larmor-precessionen, som experimentellt upptäcktes av Griffiths 1946.

Larmorfrekvens

Larmor-frekvensen är vinkelfrekvensen för precessionen av ett magnetiskt moment placerat i ett magnetfält . Uppkallad efter den irländska fysikern Joseph Larmor . Larmorfrekvensen beror på magnetfältsinduktionen B och det gyromagnetiska förhållandet γ :

f={\frac {\gamma }{2\pi }}\cdot \left|B\right|

eller

\omega =\gamma \cdot \left|B\right|.

I det här fallet tar formeln hänsyn till magnetfältet vid den punkt där partikeln är belägen. Detta magnetfält består av ett externt magnetfält B ext och andra magnetfält som uppstår från elektronskalet eller kemisk miljö.

Larmorfrekvensen för en väteproton i ett magnetfält med en induktion på 1 Tesla är 42 MHz , det vill säga den ligger i radiofrekvensområdet.

Kemiskt skifte

Om en kärna med spinn finns i en molekyl, så skapar elektroner som rör sig runt den eller andra närliggande kärnor ett ytterligare magnetfält nära den, vilket förskjuter Larmor-frekvensen, eftersom det effektiva magnetfältet (kallat lokalt ) som kärnan ligger i p.g.a. närvaron antalet elektroner, skiljer sig från det applicerade externa magnetfältet. Detta skifte har kallats det kemiska skiftet .

För analys av många organiska och organiska ämnen används den nukleära magnetiska resonansmetoden , som bygger på att mäta de kemiska förskjutningarna av kärnor med ett halvt heltalsspinn. Med hjälp av metoden för kärnmagnetisk resonans kan man få data om molekylers kemiska struktur, deras rumsliga struktur och molekylära dynamik.

Litteratur

Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: NMR-nomenklatur. Nuclear Spin Properties and Conventions for Chemical Shifts . Rent äpple. Chem. 2001 ( 73 ), 1795-1818.
wwwex.physik.uni-ulm.de (tyska)

Se även

Larmorradie

Anteckningar

↑ Larmorprecession . Great Russian Encyclopedia (2004). Hämtad 26 augusti 2021. Arkiverad från originalet 26 augusti 2021. (obestämd)