Ядерний магнітний резонанс (ЯМР)

Віктор Лаврус

Явище магнітного резонансу використовується для виявлення і вимірювання електричних і магнітних взаємодій електронів і ядер в макроскопічних кількостях речовини. Це явище обумовлене парамагнітної орієнтацією електронного і ядерного струмів зовнішнім полем і їх Ларморівська частота щодо напрямку зовнішнього поле. Частота Ларморівська частота пропорційна напруженості магнітного поля, доданої в області знаходження прецессірующего електрона або ядра. Коли сусідні частини дають внесок у локальне магнітне поле, він вимірюється щодо зрушення частоти прецесії. Додатковий зсув частоти прецесії може відбутися також за рахунок неоднорідних електричних полів, створюваних сусідніми частинками.

Ларморовская прецесія

Експерименти, в яких простежується відгук атомів на магнітне поле, дають ключову інформацію про атомну механіці. Ларморівська частота атомів і інших часток у магнітному полі полягає в тому, що середній магнітний момент атомів періодично змінює напрямок. Опис цієї зміни є прототипом опису нестаціонарних станів атомних систем. Вивчаючи нестаціонарні стану, ми простежуємо розвиток атомних явищ в часі, тоді як при вивченні стаціонарних станів ми зосереджується на властивостях, що залишаються незмінними.

Механічним аналогом Ларморівська частота служить обертається дзига.

Рис. 1. Прецесія обертового дзиги. J - момент імпульсу, Р - сила тяжіння, R -- реакція опори, М - момент, що обертає.

Дія обертального моменту, наприклад на атом газу, призводить до гіроскопічного ефекту, при якому інерція атома проявляється як момент імпульсу. Іншими словами, вплив зовнішнього постійного магнітного поля B на атомний контур зі струмом аналогічно впливу сили тяжіння на обертається дзига і описується аналогічним рівнянням. Момент, що обертає М дзиги прагне опустити його центр мас, повертаючи вісь обертання відносно точки опори. У випадку атома з кільцевих струмом обертовий момент М, який визначається рівністю M = [