Энергия взаимодействия магнитного дипольного момента ядра с

Полем.

Взаимодействие магнитного дипольного момента ядра с магнитным

Спиновое состояние ядер четко проявляется на их поведении в магнитном поле. Это можно обнаружить в эксперименте Штерна-Герлаха, пропуская пучок ядер через неоднородное постоянное магнитное поле:

В таком поле на магнитное ядро вдоль оси Z действует сила F_z = m_z×(dH_z /dz),

где m_z – проекция m на ось Z.

В таком магнитном поле немагнитные ядра не взаимодействуют с неоднородным постоянным магнитным полем, не отклоняются от прямой линии и дают на фотопластинке одно пятно. Ядра с І= ½ дают два пятна, т.е. имеют и положительные, и отрицательные отклонения. Ядра с І=1 дают три пятна, с І=3/2 – 4 пятна, с І=3 – 7 пятен. Количество пятен определяется формулой: N = 2I + 1.

Этот эксперимент показывает, что магнитные дипольные моменты ориентируются в пространстве строго квантованным образом. Допустим, ядро со спином ½ помещаем в постоянное магнитное поле напряженностью Н_о. Магнитное поле стремится расположить вектор m параллельно своим силовым линиям, но не может вследствие вращательного движения ядра. Поэтому вследствие действия поля Н_о магнитный дипольный момент ядра начинает
прецессировать подобно оси волчка, т.е. вращаться по конусу вокруг силовых линий постоянного магнитного поля:

В магнитном поле магнитный дипольный момент ядра m и его момент количества движения могут быть разложены на две взаимно перпендикулярные составляющие: постоянную, вдоль силовых линий Н₀ (ось Z), и вращающуюся переменную, которая перпендикулярна оси Z:

І	m	Число пятен в опыте Штерна-Герлаха или число ориентаций m
½	- ½, + ½
	- 1, 0, +1
3/2	- 3/2, - ½, + ½, + 3/2

Относительно силовых линий постоянного магнитного поля векторы m ориентированы следующим образом:

Дата добавления: 2014-01-20