Միջուկային մագնիսական ռեզոնանս

Բրուկեր 700 Մհց. Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի (ՄՄՌ) սպեկտրոմետրեր

Միջուկային մագնիսական ռեզոնանս (ՄՄՌ), էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտների ռեզոնանսային կլանումը մագնիսական մոմենտ ունեցող միջուկներով․ տեղի է ունենում պինդ, հեղուկ և գազային նյութերում։ Ռադիոսպեկտրոսկոպիայի հիմնական մեթոդներից է և բնույթով նման է էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսին։ Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի հետևողական ուսումնասիրությունն սկսվեց 1946 թվականից, երբ ամերիկյան ֆիզիկոսների երկու խմբեր՝ Ֆ․ Բլոխի և է․ Պարսելի ղեկավարությամբ միաժամանակ, միմյանցից անկախ հայտնաբերեցին պրոտոնների մագնիսական ռեզոնանսի երևվույթը պարաֆինում և ջրում։

Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսն նկատելի է ուժեղ հաստատուն մագնիսական դաշտում, որին վերադրվում է ավելի թույլ, ռադիոհաճախային մագնիսական դաշտ։ μ մագնիսական մոմենտ ունեցող միջուկների և մագնիսական դաշտի փոխազդեցությունը առաջացնում է μ մոմենտի լարմորյան պրեցեսիա -ի շուրջը՝ ω0 հաճախականությամբ (γ-ն գիրոմագնիսական հարաբերությունն է՝ միջուկների տվյալ տեսակի համար բնութագրական մեծություն)։

Պրեցեսիայի հաճախականությունը միջուկներից շատերի համար }= 104 գս դաշտում 1-10 Մհց է։ μ-ն և -֊ն պարունակող հարթության մեջ -ին ուղղահայաց կիրառվող լրացուցիչ մագնիսական դաշտը ձգտում է մեծացնել μ-ի և -ի կազմած θ անկյունը։ Եթե -ը μ-ի պրեցեսիային համաժամ պտտվի H0^-ի շուրջը, ապա θ անկյունը անընդհատ կմեծանա։ Ռեզոնանսային հաճախականության ռադիոհաճախային մագնիսական դաշտը կառաջացնի միջուկային մագնիսացվածության պրեցեսիոն շարժում, որը նկատվում է հետազոտվող նյութը շրջապատող կոճում ինդուկցիայի էլշու-ի մակածմամբ։ Այս էֆեկտն այնքան էլ մեծ չէ և հաջողվում է հայտնաբերել 1017-1021 միջուկ պարունակող նմուշներում։

GWM HahnEchoDecay.gif

Բարդ նյութերի լուծույթներում Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսիի սպեկտրները բաղկացած են բազմաթիվ գծերից։ Այդ պայմանավորված է քիմիական շեղումով (միջուկը շրջապատող էլեկտրոնների և Н0 դաշտի փոխազդեցության հետևանք է) և սպին-սպինային փոխազդեցությամբ (պինդ նյութերում և մածուցիկ հեղուկներում այդ փոխազդեցությունը ուղղակի է)։ Միջուկների սպինները նյութում փոխազդում են իրար և միջավայրի հետ։ Այդ բերում է ջերմային հավասարակշռության՝ ռելաքսացիայի։ Ռելաքսացիայի սպինցանցային՝ T1 և սպին-սպինային՝ T2 ժամանակների հակադարձ արժեքները պայմանավորում են սպեկտրային գծի լայնությունը։ Պինդ նյութերում Т2 փոքր է (~10−4 վայրկյան) և ռեզոնանսային գծերը՝ լայն։ Լայն գծերի միջուկային մագնիսական ռեզոնանսիի սպեկտրների միջոցով որոշում են միջուկների փոխադարձ դիրքորոշումը և հեռավորությունը։ 1980 թվականին մշակված նոր տեխնիկան հնարավորություն է ընձեռում ստանալ նեղ գծերով (բարձր լուծունակության) միջուկային մագնիսական ռեզոնանսային սպեկտրներ բյուրեղական նյութերի համար բնականոն վիճակում։ Դյուրաշարժ հեղուկներում սպին-սպինային ուղղակի փոխազդեցությունը վերանում է, և նշանակալի է դառնում միջուկները կապող էլեկտրոններով իրականացող անուղղակի փոխազդեցությունը, որը կախված չէ -ից։ Այդ հեղուկներում սպինով միջուկների համար ստացվում են նեղ գծերով միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի սպեկտրներ։ Եթե միջուկները համարժեք վիճակում են, ապա ստացվում են եզակի սինգլետ գծեր (С6Н6, C6H12, H3Օ և այլն)։ Տարբեր վիճակներում գտնվող միջուկներ պարունակող միացության սպեկտրները բաղկացած են տարբեր գծերից, որոնց հեռավորությունը՝ քիմիական շեղումը կախված է Н0 դաշտի արժեքից։ Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի սպեկտրների վերլուծությունը պատկերացում է տալիս հեղուկների, պինդ նյութերի և մոլեկուլների կառուցվածքի մասին։ Այն օրգանական մոլեկուլների կառուցվածքի որոշման տարածված եղանակ է։ Միջուկային մագնիսական ռեզոնանասը կիրառվում է քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմը և կինետիկան ուսումնասիրելու, մագնիսական դաշտը չափող և կայունացնող սարքեր պատրաստելու համար և այլ նպատակներով։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 7, էջ 600 CC-BY-SA-icon-80x15.png