Заселенность уровней спиновых состояний

Факторы, определяющие частоту резонанса.

Условия наблюдения ЯМР.

Для наблюдения сигнала ЯМР необходимо выполнение 4-х условий:

Частота резонанса, в момент резонанса равная частоте прецессии, определяется Н_о и индивидуальной характеристикой ядра – его магнитным дипольным моментом m:

Ядра ¹Н₁ ¹³С₆ ¹⁹F₉ ³¹P₁₅

Н_о = 14,1 кГс; ν_o, МГц 60,00 15,08 56,44 24,29

Н_о = 70,5 кГс; ν_o, МГц 300,00 75,42 282,21 121,44

Н_о = 211,5 кГс; ν_o, МГц 900,00 226,26 846,63 364,32

В дальнейшем ЯМР будет рассматриваться в основном на примере протонов (ПМР), для которых I = ½. Рассмотрим заселенность уровней с

m = - ½ (верхний) и m = + ½ (нижний). Определяется эта заселенность при помощи статистического уравнения Максвелла-Больцмана:

Если n_о = 60МГц, то х = DЕ/k_бТ = 10^-5. Степенную функцию можно разложить в ряд: n₂/n₁ = е^-Х = 1 – х + х²/2! - х³/3! +.... Поскольку х очень мало, пренебрегаем всеми членами с х в степени, большей 1. Тогда n₂/n₁ = 1 – х, а относительная разность заселенностей уровней равна (n₁ - n₂)/n₂ = х = 10^-5. Это означает, что при миллионе ядер на нижнем уровне на верхнем уровне всего на 10 ядер меньше, т.е. 999 990 ядер. Этой разницы достаточно, чтобы наблюдать сигнал ПМР стационарным методом. При современных импульсных методах тепловое равновесие Максвелла-Больцмана между заселенностями уровней не соблюдается.

Дата добавления: 2014-01-20