border=0

Meitsjen fan metoaden mei resonant ynteraksje fan it elektromagnetyske fjild mei in substansje

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

Yn 'e ôfrûne tsientallen jierren binne resonânsjemetoaden breed yn' e mjittechnology wurden, lykas yn 'e stúdzje fan' e eigenskippen fan substansjes yn gasgas, floeistof en fêste staten. De opset fan dizze metoaden wurdt konstant aktualisearre mei de ûntdekking fan alle nije soarten resonante manifestaasjes fan it gedrach fan systemen.

It wurd "resonance" hat in Latynske oarsprong, yn oersetting - ik lûd yn antwurd, ik antwurde. Yn in brede sin betsjut dit in ferheging fan it antwurd fan it oscillatorsysteem oant in periodike eksterne ynfloed as de frekwinsje fan 'e lêste ien fan' e natuerlike frekwinsjes fan it systeem komt.

Oscillatory systeeën dy't resonate kinne kinne de meast ferskaat oan natuer hawwe. Yn saken kinne soksoarte elektroanen elektroanen, elektroanenmellen fan atomen, magnetyske en elektryske mominten fan atomen, molekulen, ûnreplikingssintra yn kristallen, ensfh. Yn alle gefallen is lykwols it algemiene byld fan 'e resonânsje bewarre bleaun: tichtby de resonânsje, de amplitude fan oscillaasjes en de enerzjy dy't troch de bûtenkant ferheven binne nei it oszillatorsysteem. Dizze ferheging stopet as enerzjyferlies kompensearret foar syn ferheging.

Elke stof hat in eigen karakteristike set fan natuerlike frekken. Frequency or energy spectra of objects can have a wide range. Soks in set fan frequinsjes is in unike kaakkaart fan in substansje, studearret wêr't it mooglik is om de gemyske komposysje, struktuer, symmetry en oare eigenskippen fan in substân te erkennen.

Resonante messmethoden binne ûnder de meast sensitive metoaden. Mei har help krije in protte ynformaasje oer de gemyske komposysje, struktuer, symmetry en ynterlike ynteraksjes tusken de struktureare ienheden fan in substansje.

Fig. 1.1 Resonante-krúmen foar ferskate wearden fan de kwaliteitfaktor (Q) fan de oscillatorioenskradio: > > .

Yn quantum beskriuwing is in oscillatorsysteem bepaald troch in set fan enerzjywearden (enerzjyspektrum) tastien troch quantum-wetten. Dit spektrum foar systemen fan bûnde dieltsjes kinne diskreet wêze. In alternatyf elektromagnetysk fjild kin beskôge wurde as in set fan photons mei ferskate enerzjy. As de enerzjy fan 'e foton oerienkomt mei it enerne ferskil fan alle nivo's, ûntstiet resonante absorption fan fotons, wêrtroch in quantumútgong fan elektronen fan legere oant boppe nivo is. De optyske resonante hjit de selektive oplossing fan IR, sichtbere en UV-strieling troch in substansje.

Yn in gasgas substans wurdt it ljocht opnommen troch yndividuele atomen of molekulen dy't praktysk gjin ynterakt hawwe mei elkoar. Dêrtroch wurdt har oplossings (emissies) spektrum regele .

It enerzjyspektrum fan molekulen, yn tsjinstelling mei it spektrum fan atomen, hat ekstra nivo's yn it leechfrekwikselfjild, dat ferantwurdlik is foar swimbadingen en rotaasje fan atomen en molekulen. Dit liedt ta it ferskinen fan ekstra resonaten yn 'e IR-regio, en ek in kreaze struktuer fan' e spektralen linen yn 'e sichtbere regio fan it spektrum. Dizze linen fusearje en foarmje in stripteare spektrum.

De spektraten fan fermogens (kristallen) differearje minder fan 'e lineenen, it meitsjen fan in mear of minder kontinuele oplossing mei dips en peaks. Sûnt elke atom of molekule hat in eigen karakteristike enerzjyspektrum, is it mooglik om de gemyske gearstalling fan in substansje, de struktuer fan fermidden, de natuer fan ynterlike ynteraksjes, ensfh. Te brûken, mei it optyske spektrum.

Elektronen, in protte kearnen en atomen mei iepen elektroanen (paramagnetyske atomen) hawwe har eigen magnetyske momint. As in konstante magnetyske fjild oanbrocht wurdt oan 'e substansje, dan komme de magnetyske mominten om' e rjochting fan it magnetyske fjild. Neffens de wetten fan 'e kwantummeganika wurdt de projeksje fan' e magnetyske momintvektor op 'e fjildrjochting kwantearre, dus it kin in diskrete reihen fan wearden ( Zeeman splitsen ) nimme. It ynterval tusken benadere sublevels is proportional oan de magnetyske fjildtekrêft. As de substans mei in alternatyf elektromagnetysk fjild bestraffe wurdt, dan wurde op dizze frekwins de resonante oplossing fan 'e wikseljende fjilden enerzjy .

Yn 'e praktyk is it makliker om de frekwinsje fan it alternatyf elektromagnetysk fjild te befestigjen en de magnitude fan it konstante magnetyske fjild te feroarjen. Dęrnei sil de resonânsje op beskate wearden fan 'e magnetyske fjildkrêft opnimme, wat kin wurde bepaald. Dit ferskynsel wurdt magnetyske resonânsje neamd . It witten fan 'e magnetyske momint fan' e elektroan - de Bohr-magneton (yn it SI-systeem):

, (1.1)

kin de frekwinsje fan elektromagnetyske resonânsje te berekkenjen. Dizze frekwinsje mei gemiddelde wearden fan it magnetysk fjild komt oerien mei it mikrofoave-radioferjocht. Sûnt de massa fan 'e proton is 1840 kear de massa fan' e elektroan, is it magnetyske momint fan 'e proton lykwols minder dan de magnetyske momint fan' e elektroan. Dat liedt ta it feit dat de frekken fan nukleêre resonânsje yn 'e radiowelle regio falle.

Fig. 1.2 Spaltjen fan it enerzjynivo fan it systeem yn in eksterne magnetyske fjild.

Der binne elektroanyske (EMR) en nukleêre (NMR) magnetyske resoninten . Elektromagnetyske resonânsje kin, op 'e ein, ferdield wurde yn paramagnetyske (EPR) en antiferromagnetyske (AFR). Yn it earste gefal resonearje yndividuele paramagnetyske Ionen. Yn 'e oare twa wurde kollektive spinwellen yn ferro- en antiferromagnets oanwêzich.

Ferlerningen paramagnetyske ionen, dy't spesjaal yn diamagnetyske kristallen yntrodusearre binne, wiene der goeie problemen foar it ûndersykjen fan 'e lokale struktuer en symmetry mei de EPR-metoade, de natuer fan' e chemyske bondels fan 'e ûnreplikension mei de kristallomjouwing, elektroanyske-vibraasjebewegingen, ensfh. De beoardieling fan NMR betsjut as boarne fan ynformaasje oer de net-wikselige posysjes fan identike atomen yn molekulen (de saneamde Nath-kjemisaasje), oer de yndirekte spin-spin-ynteraksje fan kearnen troch elektroanen.

Dual electron-nuclear nuclear resonance (DEGR) is it fekking fan quantum-transysjes tusken kearnmagnetyske sublevels troch har effekt op de yntensiteit fan EPR-sinjalen.

Dizze metoade wurdt brûkt om de hyperfine-struktuer fan it enerzjyspektrum fan paramagnetyske ûnreplikken-ionen yn hallefanten en dielektriken te observearjen. Dizze struktuer is bedoeld troch de spin-spin-ynteraksjes fan elektronen fan in paramagnetyske Ion mei in eigen nucleus en kearnen fan omlizzende atomen, wêrtroch it mooglik is te ûndersykjen fan de distribúsje fan elektroane-tichtens om paramagnetyske sintra, hyperfine quadrupole-ynteraksjes, ensfh. De DEARYR-metoade kombinearret de hege gefoeligens fan 'e EPR mei de hege resolúsje fan' e NMR-metoade.

Paraelektrike resonânsje is in elektrysk analogen fan magnetyske resonânsje. It fertsjintwurdiget de resonante oplossing fan elektromagnetyske strieling troch in mikrofoansubstân, pleatst yn in konstante elektryske fjild. Dizze resonânsje ûntsteanst as gefolch fan 'e weryndieling fan' e elektryske dipol momint fan molekulen of ûnreplikingssintra yn kristallen fan ien lykweardich posysje nei in oar ûnder de aksje fan in elektryske komponint fan in alternatyf elektromagnetysk fjild. Ekstraposysjes kinne ôfsletten wurde troch lege potensjele barrières, wêrtroch't de mooglikheid fan tunneling tusken harren is. Dizze tunneling feroare it enerzjyspektrum, it meitsjen fan ekstra splittingsnivo. In eksterne elektryske fjild ferlit en splittet de nivo's, feroaret de frekwinsje fan transysjes.

Om't elemintêre dieltsjes gjin elektryske dipol momint hawwe, kin it lêst yn ionyske krystalen ûntsteane troch de ferfale fan 'e sintrale iens nei ien fan' e noncentrale lykwichtigens of as wannear't molekulen mei in konstante elektryske dipol momint ynfierd wurde yn 'e kristall. Paraelektrike resonânsje waard beoardield by bygelyks yn KCl kristallen mei in Li-oandwaan by temperatueren T <10 K.

Fig. 1.3 De hyperfine-struktuer fan de enerzjynivo's fan it paramagnetyske sintrum en de restauraasje fan it EPR-sinjaal as de probleem bestraft wurdt mei in elektromagnetysk fjild fan 'e NMR-frekwinsje.

Para-elektryske spektroskopy hat liede ta de fierdere útwreiding fan 'e ynformative mooglikheden fan radio-spektroskopy en hat ek praktyske tapassingen (elektrysk adiabatyske koeling, de oprjochting fan phonon-generators, ensfh.).

Cyclotron resonânsje yn dirigers. As wy de dirigint yn in konstante magnetyske fjild pleatse, dan binne de elektroanen (linnen) fan dirigint yn 'e beweging de aksje fan' e loftsintêre krêft. De moasje fan in opsleine dieltsje op in magnetysk fjild is skroef: unifoarm en sirkulêr.

As in alternatyf elektromagnetysk fjild oanbrocht wurdt oan de dirier, dan as syn frekwinsje tsjin de siklotronfrekwins is, wurdt in skerpe ferheging fan 'e oplossing fan dit fjild beoardield, dat is sicotronon resonance (CR). It kin bepaald wurde ûnder de betinging dat ladingstriders in protte kearen meitsje tusken tuskenfloeden mei oare dieltsjes. Yn metalen hat CR syn eigen spesifike skaaimerken fanwege it feit dat de elektromagnetyske welle it metaal trochbringt yn in lytse djipte (hûdflak). CR wurdt in soad brûkt yn 'e sterke steatfysika om it enerzespektrum te studearjen, it teken fan' e lading, en de effektive massa fan elektroanen (lieren) te mjitten.

Akoestysk paramagnetyske resonânsje is de selektive oplossing fan 'e enerzjy fan hegefrekjende akoestyske wellen (hypersonde) yn paramagnetyske kristallen dy't yn in konstant magnetysk fjild pleatst wurde.

Parametrysk resonânsje is it selektive stimulearjen fan oscillaasjes fan in oare natuer yn in substân troch regelmjittich feroarjen fan guon fan har parameters.

X-ray-spektroskopy is de karakteristike oplossing of emissy fan regenwellen troch in substansje.

Gamma - resonânsje - resonânsje-oplossing en streekjen fan gamma - quanta troch de kearnen fan atomen fan mate. Yn in folslein spektrum kinne ferskate hege peaks reagearje op dizze resonânsje as it proses fan emittende of absorbearjen fan in gamma-kwantum komt sûnder opnij ( de Mössbauer-effekt ). Soks in proses is mooglik as de rekken enerzjy fan 'e kearn minder is as de minimale phonon-enerzjy, omdat yn dit gefal in fononless kwantum-transysje is. Gamma - resonance-oplossing kin brûkt wurde om de struktuer fan kristallen te bepalen. Troch de ekstreme beheining fan it spektrum kin dizze effekt brûkt wurde om de frekwinsje tige genôch te bepalen.

Sa binne resonante mjittingsmetoaden ûnder de meast ynformative, krekte. Mei har help kin men de gemyske komposysje, symmetry, struktuer, enerzjyspektrum fan in substansje, elektryske en magnetyske ynteraksjes yn hawwe.

Fanút it each op it heuljen fan hege sensibiliteit fan mjittingen, wêrby't it prinsipe basearre is op it gebrûk fan fysike effekten fan it ynteraksje fan elektromagnetyske fjilden mei mate, is it fan be>

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Fysike fundamentals fan fêste state fan nanoelektronika

Starke effekt

De wichtichste wetten fan selsorganisaasje fan komplekse dynamyske systemen

It gebrûk fan gaos yn ynformaasjebedriuwen

Synergistyske oanpak om 'e analyze fan' e dynamyk fan netlineare prosessen yn komplekse systemen

Physical basics of magnetic resonance imaging

It gebrûk fan corpuscular particle properties yn apparatuer foar it krijen fan primêre mjittingen

It fenomeen fan stochastyske resonânsje yn netlineare systemen

Netlinear oscillatorlike prosessen yn multistable systeem

Methods foar it konvertearjen fan biogemyske reaksjes yn in analysearjend sinjaal

Werom nei ynhâldsopjefte: Moderne fûnemintele en tapastlike ûndersyk yn ynstruminten

Views: 2658

11.45.9.33 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .