順磁共振波譜儀的磁鐵系統(tǒng)
譜儀的磁鐵系統(tǒng)包括磁鐵線圈、磁鐵電源和磁場(chǎng)的控制、測(cè)量等部分。
根據(jù)共振條件hν=gβH,等式右邊的H 是共振磁場(chǎng),由磁鐵系統(tǒng)提供。對(duì)于絕大多數(shù)順磁樣品,其g 值很接近2 。對(duì)于這類樣品,如果用X 波段的譜儀(典型微波頻率9.5GHz ) ,則要求磁場(chǎng)強(qiáng)度大約為3.4×10-1T ( 3400Gs)。如果選用K 波段(典型的微波頻率為24GHz ) , 則要求磁場(chǎng)強(qiáng)度大約為8.6×10-1T ( 8600Gs)。如果選用Q 波段(典型的微波頻率為35GHz ) ,則要求磁場(chǎng)大約為1.25T ( 12500Gs)。所以,選擇能提供1.5T ( 15000Gs)的磁鐵系統(tǒng)就可以滿足絕大多數(shù)順磁共振研究工作的要求了。對(duì)于某些過渡元素,其g 值遠(yuǎn)離2 ,如Fe2+的g 值可以由0到9 , Co2+的g 值可以由1.4到7 ,而且這些偏離,與樣品在磁場(chǎng)中的取向有關(guān),即所謂g 因子的各向異性。對(duì)于這類樣品,則要求更高的磁場(chǎng)。
磁鐵系統(tǒng)的穩(wěn)恒磁場(chǎng)是由通過磁鐵線圈的直流電流產(chǎn)生的。為了防止線圈發(fā)熱,需用循環(huán)水冷卻?刂拼艌(chǎng)是用霍爾元件,稱為霍爾探頭(Hall Probehead)。它貼靠在磁極面上,由計(jì)算機(jī)控制,通過反饋信號(hào),改變通過線圈電流的大小,從而達(dá)到控制磁場(chǎng)的目的。磁場(chǎng)的測(cè)量是用NMR
高斯計(jì),它的探頭插入兩磁極之間,盡量靠近樣品,現(xiàn)代商品譜儀所帶的
高斯計(jì)都是由計(jì)算機(jī)控制,可以自動(dòng)搜索,能給出8 位數(shù)字顯示的磁場(chǎng)值,相當(dāng)于1×10-4mT ( 1 mGs)的分辨率,磁場(chǎng)測(cè)量精度可達(dá)5×10-4mT ( 5mGs ) ,完全可以滿足10-6(ppm)級(jí)因子測(cè)量中l(wèi)ppm 精度的要求。
磁場(chǎng)在空間上的均勻性和在時(shí)間上的穩(wěn)定性,是磁鐵系統(tǒng)兩個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。目前商品譜儀的磁鐵系統(tǒng)已具有10-6的均勻性和10-6K 的熱穩(wěn)定度。
一些商品譜儀磁鐵的性能指標(biāo)列于下表。
熒光分析法的基本原理處于基態(tài)的原子在吸收適當(dāng)?shù)哪芰亢,其價(jià)電子從成鍵分子軌道或非鍵軌道躍遷到反鍵分子軌道上去,這就是分子激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的本質(zhì)。激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,將很快衰變到基態(tài)。激發(fā)態(tài)在返回基態(tài)時(shí)常伴隨著光子的輻射,這種現(xiàn)象稱為發(fā)光! 晒鈱儆诜肿拥墓庵掳l(fā)光現(xiàn)象。在一定實(shí)驗(yàn)條件下,只要濃度不是太大,則其熒光強(qiáng)度與溶液中發(fā)光物質(zhì)的濃度成正比,這是熒光分析的定量基礎(chǔ)。