Спин-решеточная релаксация

Введение.

Точность (ошибка) измерения dn в ПМР определяется, с одной стороны, качеством прибора, т.е. неоднородностью постоянного магнитного поля (часть ошибки dn_неодн), а, с другой – естественными причинами (dn_ест), связанными с релаксацией (возвращение резонирующей системы в равновесное состояние):

dn = dn_неодн + dn_ест.

В современных приборах при помощи шиммирующих катушек неоднородность поля Н₀ удается свести к минимуму, т.е. dn_неодн << dn_ест. Тогда:

dn = dn_ест = dn_рел. Из релаксационных процессов наиболее важными являются: спин-решеточная и спин-спиновая релаксации.

Термин «решетка» в ЯМР означает нечто отличающееся от кристаллической решетки. Под решеткой в ЯМР подразумевают совокупность степеней свободы движения молекулы: поступательных, колебательных и вращательных. Любое движение заряженных частей молекул – это электрический ток, вызывающий появление магнитного поля сложной переменной частоты, которую можно разложить на большое количество гармоник, и частота одной из них равна частоте прецессии магнитного дипольного момента ядра. Таким образом, возникают условия для своеобразного резонанса, который и называют спин-решеточной релаксацией – это явление обмена энергией между спиновой системой магнитных ядер и решеткой ( n_реш = n_прец). Этот процесс безизлучательный, ибо энергия ядер превращается в энергию движения тепловую энергию), именно он отвечает за заселенность уровней ядрами и установление равновесия Максвелла-Больцмана. Схема перехода:

n₂ n₁ + тепло.

Дата добавления: 2014-01-20