順磁共振是怎樣實現的
置于磁場中的未配對電子,其自旋磁矩與磁場相互作用,能級發生分裂,稱為塞曼分裂( Zeeman splitting)。能級分裂的大小與磁場強度成正比(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),當微波能量hν等于兩個能級之差時(即hν=△E),則發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;
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。
為了實現共振,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。由于技術上的原因,現代順磁共振譜儀都是采用掃場法,這是因為在技術上較容易做到均勻地、連續地改變磁場,而很難實現在大范圍內均勻地、連續在改變微波頻率。
在頻率固定的條件下,進行磁場掃描,當共振條件得到滿足而發生共振吸收時,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際上是共振吸收譜的一級微商曲線。