Магнитный дипольный момент ядра, единицы и методы измерения

Магнитный момент – основная физическая величина, характеризующая магнитные свойства вещества и вызывающая ориентацию тел относительно вектора внешнего магнитного поля.

магнитный момент ядра равен

,

(1.6.11)

где g – гиромагнитное отношение, равное отношению величин магнитного и механического моментов:

(1.6.12)

γ– безразмерное число, называемое гиромагнитным множителем

Проекция магнитного момента на ось Z, которая совпадает с направлением внешнего магнитного поля, будет равна, согласно (1.6.4): где величина

(1.6.13)

5,05×10-27 Дж/Тл

(1.6.14)

называется ядерным магнетоном Бора.

Спин ядра можно также определить по расщеплению спектральных линий (эффект Зеемана) в магнитном поле, создаваемым внешним макроскопическим током, например, катушкой с током.

Особенно точным методом определения магнитных моментов ядер является метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Идея метода (И. Раби, 1939) заключается в принудительном изменении ориентации магнитного момента ядра (а, следовательно, и спина), находящегося в сильном магнитном поле, под действием слабого высокочастотного магнитного поля определенной (резонансной) частоты ω ₀. Если образец поместить в сильное постоянное внешнее магнитное поле , то магнитный момент будет прецессировать вокруг направления (рис.1.6.3) с частотой ω ₀. Наименьшая энергия взаимодействия магнитного момента ядра и сильного магнитного поля равна

.

(1.6.26)

Для перехода на следующий уровень (изменение проекции вектора ) потребуется энергия

,

(1.6.27)

которой соответствует квант энергии , т.е.

.

(1.6.28)

Билет 8