Значення магніто-резонансних методів для визначення атомних магнітних моментів
Магніто-резонансні методи вимірювання магнітних моментів дозволяють вивчати не тільки магнітні моменти, атомів і ядер елементарних частинок. Експериментальне значення 
- фактора спіну, як вже вказувалось, виявилось відмінним від значення 
, яке дає рівняння Дірака. Ця обставина стимулювала подальший розвиток магніто-резонансних методів і вдосконалення квантової електродинаміки, що призвело до досить не поганого узгодження теоретичного значення 
з експериментальним. Сучасна різниця між теоретичними та експериментальними значеннями гіромагнітного фактора дуже мала: 
Поскільки теоретичні значення 
відрізняються від 2, ця різниця ще й досі вивчається теоретиками. На сьогодні 
-фактор електрона визначається таким співвідошенням:
де 
- стала тонкої структури.
Резонансні вимірювання магнітного моменту протона показали, що він у 2,79 разів більший від “нормального” ядерного магнетону протона 
, де 
- маса протона. Виявилось, що й магнітний момент нейтрона рівний - 
, хоча нейтрон не має електричного заряду. Магнітний момент нейтрона й інших адронів6 зв'язаний з їх сильною взаємодією, яке обумовлює взаємні віртуальні перетворення цих частинок. Наприклад, нейтрон може віртуально перейти в пару заряджених частинок протон і від'ємний 
-мезон, протон після випускання позитивного p-мезона перетворюється в нейтрон тощо.
Отже магнітно-резонансні методи дають нову корисну інформацію про будову атомних ядер, яка знаходить успішне використання для подальшого розвитку квантової електродинаміки, квантової метрології, уточнення значень фундаментальних констант і створення еталонів, наприклад, частоти тощо.
|
|
|
Висновки
1. Сумарний кутовий момент електрона в атомі призводить до появи магнітного моменту електрона 
2. Магнітний момент електрона визначають як величину проекції 
, що дорівнює магнетону Бора.
3. Гіромагнітний фактор електрона складних атомів 
- фактор Ланде залежить від електронної конфігурації атомів і визначається квантовими числами 
;
4. Енергія взаємодії атомного магнітного моменту з магнітним полем залежить від 
- фактора Ланде ( 
). Із цієї формули видно, що розщеплення термів у магнітному полі визначається можливими значеннями магнітного квантового числа 
, яке має 
значень і може бути парним або непарним у залежності від значення квантового числа 
.
5. Гіромагнітні ефекти, що визначалися в дослідах Ейнштейна і де Гааза, а також досліди Штернаі Герлаха з розщепленняпотоків нейтральних атомів у неоднорідних магнітних полях підтверджують наявність атомних магнітних моментів, виявляють особливості їх взаємодії з магнітними полями, дозволяють оцінювати гіромагнітний фактор і значення атомних магнітних моментів.
|
|
|
6. Сучасні методи вимірювання атомних магнітних моментів засновані або на резонансній взаємодії зі змінним магнітним полем, або на використанні спектрів поглинання електромагнітних хвиль у речовині, що знаходиться в магнітних полях. Енергія резонансно поглинутого кванта витрачається для переходу електрона з одного розщепленого в магнітному полі енергетичного рівня на інший енергетичний рівень. Вона рівна 
, де 
- частота прецесії Лармора 
. В випадку магнітних резонансів магнітне квантове число згідно правил відбору квантових чисел змінюється на плюс мінус одиницю 
.
7. Лінії спектрів поглинання в магнітному полі мають тонку структуру, яка виникає під впливом ядерного магнітного моменту (ядерного магнетону) на магнітні властивості атома. Систематизація цих ліній може бути здійснена на основі векторної моделі атома.
8. Магнітні резонансні методи дозволяють вивчати спінові числа ядер.
9. Велика точність магніто-резонансних методів відкриває шлях до їх використання для подальшого розвитку квантової метрології, уточнення значень фундаментальних констант та створення квантових еталонів, наприклад, частоти.
|
|
|
10. Спектри поглинання електромагнітних хвиль речовиною, що знаходиться в магнітному полі, використовується для дослідження властивостей речовини. Для цього використовуються електронний парамагнітний резонанс (ЕПР) в області високих частот ~10 ГГц і ядерний магнітний резонанс (ЯМР) в області менших частот ~106¸107 Гц. ЕПР дозволяє досліджувати парамагнітні домішки, розірвані ковалентні зв’язки, радикали в хімічних сполуках, а ЯМР використовується як метод дослідження ядер і молекул широкого класу речовин.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 370; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!