Магнитный момент заряженной, вращающейся относительно собственной оси частицы (электрона или атомного ядра), взаимодействует с макроскопической магнитной индукцией В, и это 556 Гл. 5. Диэлектрические и магнитные свойства твердых тел приводит к расщеплению энергетического уровня на два или большее число состояний. Переходы между этими состояниями, подчиняющиеся соответствующим правилам отбора, могут быть стимулированы поглощением фотонов. В тех случаях, когда энергия радиочастотного кванта соответствует расстоянию между двумя индуцированными магнитным полем энергетическими состояниями электрона или ядра, наблюдается магнит- ный резонанс. Концепция электронного спина и связанного с ним магнитного момента была предложена Гаудсмитом и Уленбеком в 1925 г. для объяснения пространственного квантования, обнаруженного в 1922 г. в опытах Штерна и Герлаха, а также для объяснения сложной структуры атомных спектров и «аномального» эффекта Зеемана. В 1924 г. Паули высказал мысль о том, что сверхтонкая структура атомных спектров возникает в результате взаимодействия между находящимися на орбите электронами и небольшим магнитным моментом ядра, связанным с его вращением вокруг собственной оси. Мы можем получить грубую оценку величины магнитных моментов, если мысленно представим некоторый сферический объект, имеющий массу М, которая равномерно распределена по его объему, и заряд Q, равномерно распределенный по его поверхности. Если этот объект вращается вокруг собственной оси таким образом, что его момент количества движения равен Ls, то циркуляция заряда создает магнитный момент [х, который оказывается соосным с Ls и прямо пропорционален ему. Нетрудно проверить (см. задачу 5.13), что р = yLs = (5Q/6M)LS (5.103) и не зависит от радиуса сферы. Коэффициент пропорциональности у называется гиромагнитным отношением вращающегося вокруг собственной оси объекта. Если принять во внимание квантование момента количества движения LS=[A2J(J +1)]1/\ то магнитный момент равен р = (5QA/6M)лЩГ+Х) . (5.104) В действительности магнитные моменты электрона или атомного ядра из-за эффектов квантовой электродинамики, а также из-за сложного характера распределения массы и заряда отличаются от тех величин, которые следуют из выражения (5.104). Магнетон Бора и ядерный магнетон ав = — = 9,274 • Ю-24 Дж/Тл, 2т |»„ = -£г = 5,051 • 10-" Дж/Тл (5.105) 6.3. Магнитный резонанс 557 уже упоминались в начале разд. 5.2 как единицы, в которых обычно выражаются магнитные моменты вращающихся вокруг собственной оси электронов и атомных ядер.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Магнитный резонанс» з дисципліни «Фізика твердого тіла»
