順磁共振是怎樣實(shí)現的
置于磁場(chǎng)中的未配對電子,其自旋磁矩與磁場(chǎng)相互作用,能級發(fā)生分裂,稱(chēng)為塞曼分裂( Zeeman splitting)。能級分裂的大小與磁場(chǎng)強度成正比(見(jiàn)下圖)。這時(shí)如果再在與磁場(chǎng)垂直的方向加一個(gè)微波磁場(chǎng)(頻率為ν),當微波能量hν等于兩個(gè)能級之差時(shí)(即hν=△E),則發(fā)生能級間的電子躍遷,稱(chēng)為共振吸收。
共振條件為
(1)hν=gβH
式中h??普朗克常數;
g??無(wú)量綱因子;
β??磁矩的自然單位,稱(chēng)為玻爾磁子,其值為9.274×10-24J/T (9.274×10-2121 erg/Gs);
H??外加磁場(chǎng)。
為了實(shí)現共振,可以有兩種方法:一是固定微波頻率,,改變磁場(chǎng),使上式成立,這種方法稱(chēng)為掃場(chǎng)法。二是固定磁場(chǎng),改變微波頻率,使(1)式成立,這種方法稱(chēng)為掃頻法。由于技術(shù)上的原因,現代順磁共振譜儀都是采用掃場(chǎng)法,這是因為在技術(shù)上較容易做到均勻地、連續地改變磁場(chǎng),而很難實(shí)現在大范圍內均勻地、連續在改變微波頻率。
在頻率固定的條件下,進(jìn)行磁場(chǎng)掃描,當共振條件得到滿(mǎn)足而發(fā)生共振吸收時(shí),記錄下來(lái)的譜線(xiàn),就是順磁共振吸收譜。目前商品譜儀記錄的譜線(xiàn)實(shí)際上是共振吸收譜的一級微商曲線(xiàn)。