Орындаған: Салыбаева Н, Сатымбекова Ұ, Тұрған Т. Қабылдаған: Қалкөзова Ж. Та

резонанс
13 семинар

тәріздес денелерде радиожиілік дипазонындағы электромагниттік энергияның резонанстық жұтылуын айтады. Мұндай

резонанстық жұтылу құбылысы сыртқы магнит өрісіне орналасқан зат ядролардың магнетизіміне байланысты пайда болады. Бұл құбылыстың резонанстық сипаты қозғалыс мөлшерінің моменті мен магниттік моменті бар ядролардың қасиетіне сәйкес анықталады. Мұндай ядроның сыртқы магнит өрісімен (H0) әсерлесуі меншікті, яғни пресцессия жиілігін (ω0) анықтайды: ω0 ═ γH0 мұндай γ гиромагниттік қатынас, яғни ядроның магниттік моментінің оның қозғалыс мөлшері моментіне қатынасы.

Көптеген ядролар үшін бұл жиілік 1-10 МГц аралығында жатады. Сыртқы

магнит өрісі болмаған кезде ядролардың магниттелушілігі әлсіз (электрондық парамагнетизімнен 106-108 есе кем) болады. Резонанстық жиіліктегі радиожиіліктік өріс ядролардың айналу бағытын өзгертеді, яғни ядролық магниттелушіліктің прецесс қозғалысын тудырады. Бұл қозғалыс зерттелмекші затты қоршаған индуктивтілік орамада пайда болатын индукциялық ЭІК арқылы анықталады. ЯМР ядролардың магниттік моментін өлшеуге, заттың магниттік құрылымын зерттеуге, химиялық анализде тағы басқа кеңінен пайдаланылады.

Е Персел байқаған.
ЯМР спектрлері деп – сіңіру интенсивтілігінің магнит

өрісінің кернеулілігіне немесе жиіліген тәуелділігін атайды. Яғни ЯМР тұрақты магнит өрісінде тұрған заттардың электромагнит толқындарын резонансты түрде сіңіруге негізделген. Бұндағы сіңіру ядролық магнетизм арқылы жүреді.
Ядролық магнетизм атом ядроларының құрамына кіретін протон мен нейтронның спиндерімен сипатталатын результирленген спин арқылы және ядроға оң зарядты тарату немесе орналастыру қасиеттері арқылы анықталады. Егер ядроның протон мен нейтрондарының спині жұптасқан болса, онда результирленген спин болмайды және ядролық спиннің квант саны нөлге тең болады.

болса, онда ядро зарядтың сфералық таралу түрін сақтайды. J=1/2 тең

болып, жұптаспаған спиннің болуы, ядролық магнит моментін тудырады.
Спинді жүйеге электромагнит өрісімен әсер еткенде спин деңгейлерінің арасында ауысулар басталады, егер:

өрісі болса, жиілігі электромагнит сәуленің кванттарының резонанстық жұтуы немесе шығаруы

байқалады:


Бұл теңдік ЯМР шарты деп аталады.
Ф.Блох ұсынған ЯМР-дің классикалық моделінде магнит өрісінің векторына бұрышты бағытталған магнит моментіне әсер ететін күштердің моменті магнит моментінің өріс бағытының айналасында прецессия туғызатыны көрсетілген. Бұл жағдайда магнит моментінің векторы 2 компонентамен бейнеленеді: 1)тұрақты магнит өрісінің бойымен (бойлық компонента) және 2)оған перпендикуляр (көлденең компонента). Екеуі де релаксацияға жатады.

тербеліс жиілігі ν1 және кернеулігі Н1, ν0+νν шартында Н1 қозғалыс

өрісі синхронды болып келеді, тұрақты кернеулік құбылысы пайда болады да, ядроның магниттік моменті алғашқы бағытқа қарама-қарсы лақтырылады. «Лақтыру» энергияны сигнал бойынша қабылданады. Бұл құбылыс ЯМР әдісінің негізі.
ЯМР-ны бақылауға арналған құрылғы: жоғары жиілікті индуктивті катушкаға ампуланы қоямыз, ол жоғарғы жиілікті айналмалы Н1 өрісін тудырады. Үлгідегі катушка электромагниттік полюспен кернеулігі Н өрісіне, жиілігі ν0 өзгерсе ν0+νν шартына қол жеткізуге болады және ол контурда тіркеледі. Бұл сигнал электрондық құрылғымен күшейтіледі және осцилографқа дәл, экранда қисық резонансты жұтылуды көрсетеді.

магниттік өрістегі ядролық магнетизінің жұтылумен дәлелденеді.
Ядро маңында электрон неғұрлым

көп болса, экрандау соғұрлым эффективті болады. Бұл бірақ сфералы симметриялы электрон орбитальдарына тән нәрсе. Қосымша магнит өрісінің мәні мен бағыты молекуланың құрылысы мен бағытына тәуелді болады. ЯМР әдісінің көмегімен органикалық және комплексті қосылыстарды, кристалдар құрамын, тез жүретін реакция кинетикасын зерттейді.

бейнені тікелей алуға мүмкіндік береді;
Кемшілігі:
Бейнені алу ұзақ уақыт алады;
аппараттың

қымбат тұруы;

өзгеруіне байланысты заттың белгілі бір жиіліктегі электрмагниттік толқындарды таңдап жұтуы. Магниттік

моменті бар бөлшектің энергетикалық деңгейлері сыртқы магнит өрісінде магниттік қосалқы деңгейлерге жіктеледі; олардың әрқайсысына магнит өрісіне қатысты магнит моменттің белгілі бір бағдары сәйкес келеді. Резонанстық жиіліктегі электр-магниттік өріс қосалқы магнит деңгейлер арасында кванттық ауысу туғызады.

онда Магниттік резонанс ядролық магниттік резонанс (ЯМР) деп аталады. Парамагнит атомындағы қосарланбаған

электрондардың магнит моменті нәтижесінде пайда болатын Магниттік резонансты электрондық парамагниттік резонанс (ЭПР) деп атайды. Магнит реттелген заттардағы электрондық Магниттік резонанс ферромагнит және антиферромагнит  Магниттік резонанс деп аталады. Магниттік резонанстың спектрлері затта әсер ететін әр түрлі ішкі өрістерге сезімтал келеді. Сондықтан Магниттік резонанс қатты денелердің және сұйықтықтардың құрылымын, атом және молекулалық динамиканы, т.б. зерттеу үшін қолданылады.