Уравнение Блоха. Явление ядерного магнитного резонанса
Введение
1 § История спектроскопии магнитного резонанса
До недавнего времени основой наших представлений о структуре атомов и молекул служили исследования методами оптической спектроскопии. В связи с усовершенствованием спектральных методов, продвинувших область спектроскопических измерений в диапазон сверхвысоких (примерно 103 - 106 МГц; микрорадиоволны) и высоких частот (примерно 10-2 - 102 МГц; радиоволны), появились новые источники информации о структуре вещества. При поглощении и испускании излучения в этой области частот происходит тот же основной процесс, что и в других диапазонах электромагнитного спектра, а именно при переходе с одного энергетического уровня на другой система поглощает или испускает квант энергии. Разность энергий уровней и энергия квантов, участвующих в этих процессах, составляют около 10-7 эВ для области радиочастот и около 10-4 эВ для сверхвысоких частот. Существование ядерных моментов впервые было обнаружено при изучении сверхтонкой структуры электро
Содержание
Введение
1 § История спектроскопии магнитного резонанса……………………………3
1.2 § Технологические приложения ЯМР (основные достоинства метода ЯМР)………5
2 § Общая теория ядерного магнитного резонанса…………………………….7
2.1 § Классическое описание условий магнитного резонанса…………………7
2.2 § Квантово-механическое рассмотрение условий резонанса……………..11
2.3 § Спин-решёточная релаксация…………………………………………….14
2.4 § Спин-спиновая релаксация………………………………………………..16
2.5 § Природа магнитной релаксации…………………………………………..18
3 § Типы методов ЯМР…………………………………………………………..20
3.1 § Спектроскопия ЯМР высокого разрешения……………………………...20
3.2 § Химический сдвиг…………………………………………………………22
3.3 § Спин-спиновое взаимодействие…………………………………………..25
3.4 § Методы спинового эха…………………………………………………….26
4 § Спектрометры ЯМР………………………………………………………….33
Список литературы………………………………………………………………36
Список литературы
1) И.Э.Нифантьев, П.В.Ивченко “ Практический курс спектроскопии ядерного магнитного резонанса ” Москва 2006 г.
2) Пименов Г.Г., Гизатуллин Б.И. “ Краткий курс по ядерному магнитному резонансу” Казань 2008.
3) Ю. А. Устынюк “Лекции по спектроскопии ядерного магнитного резонанса” Москва 2016.
4) Эрнст Р., Боденхаузен Дж., Вокаун А. “ЯМР в одном и двух измерениях” М.: Мир, 1990.
5) Дероум Э. “Современные методы ЯМР для химических исследований” М.: Мир, 1992.
6) С. Н. Полулях “Введение в ядерный магнитный резонанс и магнитную релаксацию. Учебное пособие” М.: ИНФРА-М, 2019.
7) Черкасов В.К., Курский Ю.А., Кожанов К.А., Шавырин А.С., Бубнов М.П., Куропатов В.А. “Методы ЭПР и ЯМР в органической и элементоорганической химии.” Нижний Новгород 2010.
8) https://studopedia.ru/8_187865_uravneniya-bloha.html - Уравнение Блоха.
9) https://studbooks.net/2084661/matematika_himiya_fizika/uravnenie_bloha - Основные принципы ядерного резонанса.
Ядерные спины всегда взаимодействуют со своим окружением (решеткой), но вследствие того, что это взаимодействие мало, допустимо различать спиновую температуру и температуру решетки. Однако, благодаря имеющемуся слабому взаимодействию между двумя системами, устанавливается тепловое равновесие. Поэтому необходимо рассмотреть скорость установления равновесия. Этот процесс играет существенную роль для установления природы ЯМР.
Рассмотрим систему ядер, помещенную в постоянное магнитное поле 0 (поле 1 отсутствует). Для термического перехода, помимо взаимодействия системы спинов ядер с решеткой, требуется существование определенного энергетического состояния этой системы (решетки), при котором возможен переход. Это можно проиллюстрировать, предположив, что резервуар (