Cтраница 4
Я, наблюдаемое на опыте отклонение пучка настолько мало ( - 0 04 мм), что оно сравнимо с разбросом за счет максвеллов ского распределения скоростей. Поэтому фактического расщепления в подобных опытах не наблюдается, и для определения магнитного момента приходится тщательно измерять плотность распределения молекул в пучке. [46]
Еще один метод определения спинов и магнитных моментов ядер - так называемый метод атомного пучка - был разработан Раби с сотрудниками. Этот метод представляет собой развитие идеи известного опыта Штерна - Герлаха ( определение магнитных моментов атомов) применительно к моментам ядер. Он основан на прохождении атомного пучка через неоднородное магнитное поле. Ядерный спин /, который под действием внешнего поля отделяется от углового момента орбитальных электронов /, ориентируется в соответствии с направлением поля. [47]
В основу устройства этого прибора был положен ядерно-магнитный резонанс, который с успехом был использован Раби для определения магнитного момента протона и других более тяжелых ядер. [48]
В качестве эталонного ядра может быть взят протон, магнитный момент которого в настоящее время известен с большой точностью. Для успешного наблюдения ядерного магнитного резонанса исследуемое вещество берут в жидком состоянии, Так как у твердых образцов в большинстве случаев имеются широкие резонансные линий, а у газообразных-1 - узкие и слабые. Определение магнитного момента ядра способом сравнения частот применяют в том случае, если известен спин ядра /, определенный предварительным методом молекулярных пучков ( 6 ] или по сверхтонкому расщеплению спектральных линий. В том случае, когда спин ядра одного из веществ неизвестен, его можно определить методом ядерного магнитного резонанса на той же радиочастотной установке, на которой исследуют ядерное резонансное поглощение. Для этого измеряют отношения максимальных амплитуд резонансных сигналов для двух ядер и, зная спин одного из них, рассчитывают спин ядра другого вещества. [49]
Как показывает опыт, пучок частиц в магнитном поле расщепляется на несколько пучков, соответствующих числу проекций магнитного момента атома на направление поля. Величина отклонения зависит от величины магнитного момента. Данный метод определения магнитного момента применим только к незаряженным частицам, так как в противном случае появляется дополнительное отклонение, обусловленное электрическим зарядом частицы. Расчеты показывают, что ошибки, связанные с этим эффектом, численно равны величине самого магнитного момента. [50]
При этом площадь считается вектором, нормальным плоскости, в которой расположен контур с током. Направление этого вектора зависит от направления тока в контуре и определяется по правилу правого винта. Обычно именно соотношение (7.48) служит для определения магнитного момента контура с током. [51]
Магнитные моменты ядер могут, таким образом, определяться спектроскопическим методом по сверхтонкой структуре спектральных линий. Таким образом, из-за малости эффекта, даже при использовании спектральных приборов очень большой разрешающей способности, точность этого метода невелика. Поэтому были разработаны более точные ( не оптические) методы определения магнитных моментов ядер, одним из которых является метод ядерного магнитного резонанса. [52]