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