Larmor præcession

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. august 2021; checks kræver 3 redigeringer .

Larmor-præcession er præcession (rotation som helhed) af det magnetiske moment af elektroner , atomkernen og atomer omkring den eksterne magnetfeltvektor .

Denne effekt gør det muligt at forklare en række fysiske fænomener, såsom diamagnetisme , magnetisk rotation af polariseringsplanet og den normale Zeeman-effekt [1] .

Definition

Et magnetfelt påført en magnetisk dipol med et magnetisk dipolmoment skaber et kraftmoment svarende til ${\vec {B)),$ ${\vec {\mu )),$

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

hvor × betegner krydsproduktet , er vinkelmomentet og γ er det gyromagnetiske forhold , som er proportionalitetskoefficienten mellem det magnetiske moment og vinkelmomentet. ${\vec {J}}$

I tilfælde af et statisk magnetfelt rettet langs z -aksen, præcesserer vinkelmomentvektoren rundt om z -aksen med en vinkelfrekvens , som kaldes Larmor-frekvensen : ${\vec {B}}=B_{0}{\hat {z)),$ ${\vec {J}}$

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

Præcession er bevægelsen af vinkelmomentvektoren omkring en valgt akse, svarende til rotationen af en top.

Alt ovenstående gælder ikke kun for den generelle vinkelmomentvektor, men også for elektronens spin-momentum, elektronens orbitale vinkelmomentum, kernens spin-momentum og atomets samlede vinkelmomentum. ${\vec {J)),$ ${\vec {S)),$ ${\vec {L)),$ ${\vec {I}}$ ${\vec {F}).$

Det gyromagnetiske forhold er hovedforskellen mellem alle typer vinkelmoment, der er blevet diskuteret ovenfor, men den følgende formel giver dig mulighed for at kombinere alle typer,

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

hvor g er g -faktoren , er Bohr-magnetonen og er Plancks konstant . For en elektron er det gyromagnetiske forhold 2,8 MHz/gauss . $\mu _{B}$ $\hbar$

I 1935 forudsagde L. D. Landau og E. M. Lifshitz i deres værker eksistensen af en ferromagnetisk resonans af Larmor-præcessionen, som eksperimentelt blev opdaget af Griffiths i 1946.

Larmor frekvens

Larmor-frekvensen er vinkelfrekvensen af præcessionen af et magnetisk moment placeret i et magnetfelt . Opkaldt efter den irske fysiker Joseph Larmor . Larmor-frekvensen afhænger af magnetfeltinduktionen B og den gyromagnetiske relation γ :

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

eller

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

I dette tilfælde tager formlen højde for magnetfeltet på det punkt, hvor partiklen er placeret. Dette magnetfelt består af et eksternt magnetfelt B ext og andre magnetiske felter, der opstår fra elektronskallen eller kemiske omgivelser.

Larmor-frekvensen af en brintproton i et magnetfelt med en induktion på 1 Tesla er 42 MHz , det vil sige, den er i radiofrekvensområdet.

Kemisk skift

Hvis en kerne med spin er i et molekyle, så skaber elektroner, der bevæger sig rundt om det eller andre nabokerner et yderligere magnetfelt i nærheden af det, som forskyder Larmor-frekvensen, da det effektive magnetfelt (kaldet lokalt ), hvori kernen er placeret pga. tilstedeværelsen af elektroner, adskiller sig fra det påførte eksterne magnetfelt. Dette skift er blevet kaldt det kemiske skift .

Til analyse af mange organiske stoffer og organoelementstoffer anvendes kernemagnetisk resonansmetoden , som er baseret på måling af de kemiske forskydninger af kerner med et halvt heltals spin. Ved hjælp af metoden kernemagnetisk resonans kan man få data om molekylers kemiske struktur, deres rumlige struktur og molekylære dynamik.

Litteratur

Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: NMR-nomenklatur. Nuklear spin-egenskaber og konventioner for kemiske skift . Rent æble. Chem. 2001 ( 73 ), 1795-1818.
wwwex.physik.uni-ulm.de (tysk)

Se også

Larmor radius

Noter

↑ Larmor-præcession . Great Russian Encyclopedia (2004). Hentet 26. august 2021. Arkiveret fra originalen 26. august 2021. (ubestemt)