Larmorova precese

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. srpna 2021; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Larmorova precese je precese (rotace jako celek) magnetického momentu elektronů , atomového jádra a atomů kolem vektoru vnějšího magnetického pole .

Tento efekt umožňuje vysvětlit řadu fyzikálních jevů, jako je diamagnetismus , magnetická rotace polarizační roviny a normální Zeemanův jev [1] .

Definice

Magnetické pole aplikované na magnetický dipól s magnetickým dipólovým momentem vytváří moment síly rovný ${\vec {B)),$ ${\vec {\mu )),$

{\vec {\Gamma }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}=\gamma {\vec {J}}\times {\vec {B)),

kde × označuje křížový součin , je moment hybnosti a γ je gyromagnetický poměr , což je koeficient úměrnosti mezi magnetickým momentem a momentem hybnosti. ${\vec {J}}$

V případě statického magnetického pole nasměrovaného podél osy z se vektor momentu hybnosti pohybuje kolem osy z s úhlovou frekvencí , která se nazývá Larmorova frekvence : ${\vec {B}}=B_{0}{\hat {z)),$ ${\vec {J}}$

\ \omega _{0}=\gamma B_{0}.

Precese je pohyb vektoru momentu hybnosti kolem vybrané osy, podobný rotaci vrcholu.

Vše výše uvedené platí nejen pro obecný vektor momentu hybnosti, ale také pro spinový moment hybnosti elektronu, orbitální moment hybnosti elektronu, spinový moment hybnosti jádra a celkový moment hybnosti atomu. ${\vec {J)),$ ${\vec {S)),$ ${\vec {L)),$ ${\vec {I}}$ ${\vec {F}).$

Gyromagnetický poměr je hlavním rozdílem mezi všemi typy momentu hybnosti, které byly diskutovány výše, ale následující vzorec vám umožňuje kombinovat všechny typy,

\gamma ={\frac {g\mu _{B}}{\hbar )),

kde g je g faktor , je Bohr magneton a je Planckova konstanta . Pro elektron je gyromagnetický poměr 2,8 MHz/gauss . $\mu _{B}$ $\hbar$

V roce 1935 ve svých dílech L. D. Landau a E. M. Lifshitz předpověděli existenci feromagnetické rezonance Larmorovy precese, kterou v roce 1946 experimentálně objevil Griffiths.

Larmorova frekvence

Larmorova frekvence je úhlová frekvence precese magnetického momentu umístěného v magnetickém poli . Pojmenován po irském fyzikovi Josephu Larmorovi . Larmorova frekvence závisí na indukci magnetického pole B a gyromagnetickém vztahu γ :

f={\frac {\gamma }{2\pi }}\cdot \left|B\right|

nebo

\omega =\gamma \cdot \left|B\right|.

V tomto případě vzorec zohledňuje magnetické pole v místě, kde se částice nachází. Toto magnetické pole se skládá z vnějšího magnetického pole B ext a dalších magnetických polí, které vznikají z elektronového obalu nebo chemického prostředí.

Larmorova frekvence vodíkového protonu v magnetickém poli s indukcí 1 Tesla je 42 MHz , to znamená, že je v oblasti rádiových frekvencí.

Chemický posun

Pokud je v molekule jádro se spinem, pak elektrony pohybující se kolem něj nebo jiných sousedních jader vytvoří v jeho blízkosti další magnetické pole, které posune Larmorovu frekvenci, protože efektivní magnetické pole (nazývané lokální ), ve kterém se jádro nachází, je způsobeno počet přítomnosti elektronů se liší od použitého vnějšího magnetického pole. Tento posun se nazývá chemický posun .

Pro analýzu mnoha organických a organoprvkových látek se používá metoda nukleární magnetické rezonance , která je založena na měření chemických posunů jader s polocelým spinem. Pomocí metody nukleární magnetické rezonance lze získat údaje o chemické struktuře molekul, jejich prostorové struktuře a molekulární dynamice.

Literatura

Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: Nomenklatura NMR. Vlastnosti jaderného spinu a konvence pro chemické posuny . Čisté jablko. Chem. 2001 ( 73 ), 1795-1818.
wwwex.physik.uni-ulm.de (německy)

Viz také

Larmorův poloměr

Poznámky

↑ Larmorova precese . Velká ruská encyklopedie (2004). Získáno 26. srpna 2021. Archivováno z originálu dne 26. srpna 2021. (neurčitý)