Միջուկային մագնիսական ռեզոնանս

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Բրուկեր 700 Մհց. Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի (ՄՄՌ) սպեկտրոմետրեր

Միջուկային մագնիսական ռեզոնանս (ՄՄՌ), էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտների ռեզոնանսային կլանումը մագնիսական մոմենտ ունեցող միջուկներով․ տեղի է ունենում պինդ, հեղուկ և գազային նյութերում։ Ռադիոսպեկտրոսկոպիայի հիմնական մեթոդներից է և բնույթով նման է էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսին։ Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի հետևողական ուսումնասիրությունն սկսվեց 1946 թվականից, երբ ամերիկյան ֆիզիկոսների երկու խմբեր՝ Ֆ․ Բլոխի և է․ Պարսելի ղեկավարությամբ միաժամանակ, միմյանցից անկախ հայտնաբերեցին պրոտոնների մագնիսական ռեզոնանսի երևվույթը պարաֆինում և ջրում։

Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսն նկատելի է ուժեղ հաստատուն մագնիսական դաշտում, որին վերադրվում է ավելի թույլ, ռադիոհաճախային մագնիսական դաշտ։ μ մագնիսական մոմենտ ունեցող միջուկների և մագնիսական դաշտի փոխազդեցությունը առաջացնում է μ մոմենտի լարմորյան պրեցեսիա -ի շուրջը՝ ω0 հաճախականությամբ (γ-ն գիրոմագնիսական հարաբերությունն է՝ միջուկների տվյալ տեսակի համար բնութագրական մեծություն)։

Պրեցեսիայի հաճախականությունը միջուկներից շատերի համար }= 104 գս դաշտում 1-10 Մհց է։ μ-ն և -֊ն պարունակող հարթության մեջ -ին ուղղահայաց կիրառվող լրացուցիչ մագնիսական դաշտը ձգտում է մեծացնել μ-ի և -ի կազմած θ անկյունը։ Եթե -ը μ-ի պրեցեսիային համաժամ պտտվի H0^-ի շուրջը, ապա θ անկյունը անընդհատ կմեծանա։ Ռեզոնանսային հաճախականության ռադիոհաճախային մագնիսական դաշտը կառաջացնի միջուկային մագնիսացվածության պրեցեսիոն շարժում, որը նկատվում է հետազոտվող նյութը շրջապատող կոճում ինդուկցիայի էլշու-ի մակածմամբ։ Այս էֆեկտն այնքան էլ մեծ չէ և հաջողվում է հայտնաբերել 1017-1021 միջուկ պարունակող նմուշներում։

GWM HahnEchoDecay.gif

Բարդ նյութերի լուծույթներում Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսիի սպեկտրները բաղկացած են բազմաթիվ գծերից։ Այդ պայմանավորված է քիմիական շեղումով (միջուկը շրջապատող էլեկտրոնների և Н0 դաշտի փոխազդեցության հետևանք է) և սպին-սպինային փոխազդեցությամբ (պինդ նյութերում և մածուցիկ հեղուկներում այդ փոխազդեցությունը ուղղակի է)։ Միջուկների սպինները նյութում փոխազդում են իրար և միջավայրի հետ։ Այդ բերում է ջերմային հավասարակշռության՝ ռելաքսացիայի։ Ռելաքսացիայի սպինցանցային՝ T1 և սպին-սպինային՝ T2 ժամանակների հակադարձ արժեքները պայմանավորում են սպեկտրային գծի լայնությունը։ Պինդ նյութերում Т2 փոքր է (~10−4 վայրկյան) և ռեզոնանսային գծերը՝ լայն։ Լայն գծերի միջուկային մագնիսական ռեզոնանսիի սպեկտրների միջոցով որոշում են միջուկների փոխադարձ դիրքորոշումը և հեռավորությունը։ 1980 թվականին մշակված նոր տեխնիկան հնարավորություն է ընձեռում ստանալ նեղ գծերով (բարձր լուծունակության) միջուկային մագնիսական ռեզոնանսային սպեկտրներ բյուրեղական նյութերի համար բնականոն վիճակում։ Դյուրաշարժ հեղուկներում սպին-սպինային ուղղակի փոխազդեցությունը վերանում է, և նշանակալի է դառնում միջուկները կապող էլեկտրոններով իրականացող անուղղակի փոխազդեցությունը, որը կախված չէ -ից։ Այդ հեղուկներում սպինով միջուկների համար ստացվում են նեղ գծերով միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի սպեկտրներ։ Եթե միջուկները համարժեք վիճակում են, ապա ստացվում են եզակի սինգլետ գծեր (С6Н6, C6H12, H3Օ և այլն)։ Տարբեր վիճակներում գտնվող միջուկներ պարունակող միացության սպեկտրները բաղկացած են տարբեր գծերից, որոնց հեռավորությունը՝ քիմիական շեղումը կախված է Н0 դաշտի արժեքից։ Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի սպեկտրների վերլուծությունը պատկերացում է տալիս հեղուկների, պինդ նյութերի և մոլեկուլների կառուցվածքի մասին։ Այն օրգանական մոլեկուլների կառուցվածքի որոշման տարածված եղանակ է։ Միջուկային մագնիսական ռեզոնանասը կիրառվում է քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմը և կինետիկան ուսումնասիրելու, մագնիսական դաշտը չափող և կայունացնող սարքեր պատրաստելու համար և այլ նպատակներով։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 7, էջ 600 CC-BY-SA-icon-80x15.png