- Ларморова частота
-
В физике ларморовская прецессия — это прецессия магнитного момента электронов, атомного ядра и атомов в направлении внешнего магнитного поля.
Содержание
Определение
где — момент силы, — момент импульса, — внешнее магнитное поле, — векторное произведение, и — гиромагнитное отношение, являющееся коэффициентом пропорциональности между магнитным моментом и моментом импульса.
Если мы рассматриваем случай статического магнитного поля,
мы увидим, что вектор момента импульса прецессирует вокруг оси z с угловой частотой, называемой Ларморовской частотой,
производящей гироскопическое движение, похожее на вращение юлы.
Надо отметить, что все сказанное справедливо не только для общего вектора момента импульса , но также и для спинового момента импульса электрона , орбитального момента импульса электрона , спинового момента импульса ядра и общего момента импульса атома .
Гиромагнитное отношение — это главное различие между всеми типами моментов импульсов, которые были рассмотрены выше, но следующая формула позволяет объединить все типы,
- ,
где это g-фактор Ланде, магнетон Бора, постоянная Планка. Для электрона гиромагнитное отношение равно 2,8 MHz / Gauss.
В 1935 году в своих трудах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц предсказали существование ферромагнитного резонанса Ларморовской прецессии, которая была экспериментально обнаружена Гриффитсом в 1946 году.
Ларморова частота
Ларморова частота — угловая частота прецессии магнитного момента, помещенного в магнитное поле. Названа в честь ирландского физика Джозефа Лармора (Joseph Larmor). Ларморова частота зависит от силы магнитного поля B и гиромагнитного соотношения γ:
или
При этом в формуле учитывается то магнитное поле, которое действует на месте нахождения частицы. Это магнитное поле состоит из внешнего магнитного поля Bext и других магнитных полей, которые возникают из-за электронной оболочки или химического окружения.
Ларморова частота протона в магнитном поле силой в 1 Тесла составляет 42 МГц, то есть Ларморова частота находится в диапазоне радиоволн.
Химическое смещение
Если атом находится в химическом соединении, то остальные электронные облака вблизи атома создают дополнительное магнитное поле, которое смещает Ларморову частоту. Это явление называют химическим сдвигом (англ. chemical shift).
В химии есть раздел (англ. NMR spectroscopy), который занимается измерением этого смещения. Таким образом получаются данные о соседстве исследуемого атома и о пространственной структуре.
Литература
- Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: NMR Nomenclature. Nuclear Spin Properties and Conventions for Chemical Shifts. Pure Appl. Chem. 2001 (73), 1795—1818.
- wwwex.physik.uni-ulm.de (нем.)
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.