Читать онлайн «Электронный парамагнитный резонанс: Методические указания к лабораторной работе»

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ Лабораторная работа 2. 2 О. И. Мешков Электронный парамагнитный резонанс Цель работы: исследование явления электронного парамагнитного резонанса в объемных об- разцах. Введение Явление электронного парамагнитного резонанса было открыто в 1944 г. Евгением Константино- вичем Завойским 1, который обнаружил, что монокристалл CuCl2, помещенный в постоянное магнит- ное поле 4 мТл, поглощает микроволновое излучение с частотой около 133 МГц. Поглощение элек- тромагнитного излучения имело избирательный (резонансный) характер, т. е. наблюдалось лишь при определенном соотношении между напряженностью постоянного магнитного поля и частотой пере- менного электромагнитного поля. Поэтому открытое явление получило название электронного пара- магнитного резонанса (ЭПР). Метод ЭПР нашел широкое применение в физике, химии, биологии и медицине. Парамагнетизм Магнитные свойства атомов и молекул определяются магнитными моментами электронов, а также протонов и нейтронов, входящих в состав атомных ядер. Магнитные моменты атомных ядер существенно меньше магнитных моментов электронов, поэтому магнитные свойства вещества оп- ределяются, главным образом, магнитными моментами электронов. Магнитные свойства электро- нов в атомах обусловлены их орбитальным движением вокруг ядра (орбитальный механический момент), а также существованием собственного механического момента электрона, получившего название спина. В зависимости от электронного строения атомы и молекулы могут различаться своими магнитны- ми характеристиками. Вещества, молекулы которых обладают отличными от нуля магнитными мо- ментами, называются парамагнетиками. Парамагнетиками являются некоторые газы, например моле- кулярный кислород О2, окись азота NO, щелочные металлы, различные соли редкоземельных элемен- тов и элементов группы железа. Магнитный момент M парамагнитного образца складывается из маг- 1 Завойский Евгений Константинович (1907–1976), физик, основатель казанской научной школы, академик АН СССР (1964), Герой Социалистического Труда (1969). Открыл электронный парамагнитный резонанс (1941, совместно с С. А. Альтшулером и Б. М. Козыревым; опубликован в 1944 г. ). Под руководством Е. К. Завойского разработан метод турбулентного нагрева плазмы; создана люминесцентная камера.