Переориентация - спин
Cтраница 2
Ханом [1], заключается е посылке ряда последовательных импульсов различной продолжительности на изучаемую систему, находящуюся в сильном магнитном поле и имеющую, таким образом, ориентированное в направлении поля расположение ядерных спинов. Подача импульсов в определенной последовательности приводит к учитываемой переориентации спинов, на которую, однако, накладывается переориентация, связанная с процессами теплового движения молекул, в частности их трансляционного движения - диффузии. [16]
Очевидно, что этот переход индуцируется оператором дипольного взаимодействия В, который вызывает одновременную переориентацию спинов электрона и ядра. [17]
Образец ( некоторый кристалл), содержащий большое количество протонов, помещен в однородное магнитное поле В. При облучении этого образца электромагнитными волнами с соответствующей поляризацией наблюдается максимум поглощения ( связанный с переориентацией спинов протонов) при частоте 100 МГц. [18]
Вследствие этого происходит переориентация магнитного момента в сторону уменьшения угла с Я. Внутри домена вследствие наличия сил обменного взаимодействия, все спины ориентированы параллельно. Переориентация спинов внутри одного домена происходит не постепенно, а скачкообразно: спины внутри домена поворачиваются одновременно. [19]
Одна из задач теории магнитной релаксации состоит в том, чтобы предсказать изменение интенсивности и формы сигналов поглощения при наличии насыщения. Каждый из спинов здесь находится не только во внешнем поле Я0, но и в локальном поле, созданном магнитными моментами спинов соседних ПЦ. Благодаря быстрой взаимной переориентации спинов величина локального поля меняется, однако в каждый данный момент различные спины находятся в разных полях, что приводит к различию ларморовских частот спинов - к уширению линии поглощения. [20]
Уровни вращательной энергии обычно расположены близко друг к другу, и поэтому если вращательный переход разрешен ( что не всегда имеет место), то ему соответствует низкая частота поглощенного излучения и большая длина волны. Небольшие молекулы имеют уровни вращательной энергии, разделенные промежутками примерно 1 см-г и менее, поэтому переходы наблюдаются в микроволновой области спектра. Незначительные энергии, связанные с радиочастотным излучением, могут в определенных условиях вызывать переориентацию спинов атомных ядер. Особый интерес в этом отношении представляют для органической химии ядра водорода, и случаи применения этой формы протонной спектроскопии описаны в гл. Расстояния между колебательными энергетическими уровнями по величине на несколько порядков больше, и поглощение попадает в соответственно более высокие частоты: наиболее важные колебательные полосы наблюдаются в инфракрасной области примерно между 3 и 30 мк, причем соответствующие энергетические переходы имеют величину порядка 1 - 10 ккал / моль. Электронное возбуждение требует еще больших энергий, и для большинства молекул электронные спектры проявляются только в ультрафиолетовой области. Энергия возбуждения в этом случае возрастает до 60 ккал / моль и становится того же порядка, что и величина энергии диссоциации связей; поэтому не удивительно, что электронное возбуждение часто сопровождается фотохимическим разложением. Тем не менее сложные ненасыщенные молекулы обладают достаточно низкими энергиями возбужденных состояний, и для них поглощение можно наблюдать в видимой и даже в инфракрасной областях. [21]
Существенная особенность этого процесса состоит в том, что во вращающейся координатной системе вектор намагниченности должен следовать за эффективным полем Нэфф. В этом ограничении нет необходимости, , если ДЯ - чисто продольное поле, параллельное Я; в этом случае влияние АЯ сводится только к изменению величины Я Я - Я, в результате чего индивидуальные диполи проходят через экваториальную плоскость в различное время, но в конце концов все равно становятся антипараллельными ( или параллельными) внешнему полю. Если, однако, АН имеет поперечные компоненты с частотно-зависимым спектром, так что существует истинное время поперечной релаксации Т2, то прохождение через резонанс должно быть осуществлено за время, короткое по сравнению с Т2, чтобы поперечная намагниченность не успела заметно разрушиться во время прохождения. Фактически процессы взаимной переориентации спинов вызываются локальными поперечными магнитными полями, частоты которых близки к резонансной частоте; во вращающейся системе координат эти поля представляются постоянными векторами АН, складывающимися с полем HI. [22]
Эффект взаимодействия между диполями не может быть всецело сведен к неоднородности поля Н, поскольку прецесси-рующие компоненты дипольного поля вызывают взаимное переворачивание спинов, при котором в результате обмена квантом энергии один диполь теряет энергию, а другой приобретает ее. Этот процесс наиболее эффективен тогда, когда диполи прецессируют с одинаковой частотой. При такой взаимной переориентации моментов суммарное значение Mz сохраняется и полная энергия системы остается неизменной. Полные значения Мх и My, напротив, не сохраняются; в результате переориентации спинов происходит постепенное разрушение фазовой когерентности между компонентами индивидуальных диполей в плоскости ху, и прецессирующая намагниченность в этой плоскости постепенно уменьшается до нуля. В неразбавленных солях процесс переориентации, происходящий между одинаковыми спинами, увеличивает ширину линии примерно в 1 5 раза ( § 7 гл. [23]
 |
Угловое распределение а частиц, неупруго рассеянных на ядре j2Mg24 с возбуждением уровня 2 с энергией 1 47 МэВ. Энергия падающих а-частиц. а 43 МэВ. [24] |
Как видно из рис. 4.19, этот угол хорошо соответствует главному максимуму углового распределения. Соответствующие (4.60) расположенные под малыми углами максимумы угловых распределений наблюдаются во всех поверхностных реакциях. В целом угловое распределение рис. 4.19 является типично дифракционным и действительно допускает волновое объяснение. Для нуклонов и других частиц со спином правило отбора (4.61) обычно нарушается из-за заметного вклада прямых процессов с переориентацией спинов. [25]
 |
Угловое распределение а-частиц, неупруго рассеянных на ядре ( 2Mg24 с возбуждением уровня 2 с энергией 1 47 МэВ. Энергия падающих а-частиц Еа - 43 МэВ. [26] |
Mg 6 - 10 13 см. Как видно из рис. 4.19, этот угол хорошо соответствует главному максимуму углового распределения. Соответствующие (4.60) расположенные под малыми углами максимумы угловых распределений наблюдаются во всех поверхностных реакциях. В целом угловое распределение рис. 4.19 является типично дифракционным и действительно допускает волновое объяснение. Для нуклонов и других частиц со спином правило отбора (4.61) обычно нарушается из-за заметного вклада прямых процессов с переориентацией спинов. [27]
Здесь мы отметим лишь закон сохранения четности, справедливый с высокой точностью для ядерных реакций. Согласно этому закону вычисленная по правилам гл. II, § 9 четность начального состояния не должна измениться при реакции. В частности, при упругом рассеянии относительный орбитальный момент / не может измениться на единицу и вообще на нечетное число, даже если это изменение допускается законом сохранения момента за счет переориентации спинов. [28]
 |
Простая схема потенциальных кривых, поясняющая процессы внутренней и и интеркомбинационной конверсии. [29] |
Молекула может определенное время находиться в этом состоянии, не теряя энергии. Здесь оба состояния имеют одинаковые межъядерные расстояния и одинаковые потенциальные энергии. Чтобы интеркомбинационный переход Si ( 0) - 7, ( 2) оказался возможен, необходима переориентация спина. Это замедляет процессы интеркомбинационной конверсии в 102 - 10 раз по сравнению с процессами внутренней конверсии, где такой переориентации не требуется. Предпосылкой для переориентации спинов является наличие существенной спин-орбитальной связи. Поэтому в соединениях, содержащих тяжелые атомы ( гетероатомы), интеркомбинационная конверсия протекает быстрее. [30]
Страницы: 1 2