λ=21 cm
1) orbitální magnetický moment (... moment proudové smyčky) μ I S gyromagnetický poměr: kvantování: Bohrův magneton: 2) spinový magnetický moment 2
Zeemanův jev - rozštěpení spektrálních čar v magnetickém poli (1896) normální Zeemanův jev Pieter Zeeman (1865-1943) B=0 B 0 3
Cd 635nm B=0 mt pozorujeme ve směru kolmém na B 44
Cd 635nm B=0 mt 55
Cd 635nm B=260 mt 66
Cd 635nm B=357 mt 77
Cd 635nm B=450 mt 88
Cd 635nm B=540 mt 99
Cd 635nm B=635 mt 10 10
Cd 635nm B=720 mt 11 11
Cd 635nm B=790 mt 12 12
Cd 635nm B=0 mt pozorujeme ve směru podél B 13 13
Cd 635nm B=0 mt 14 14
Cd 635nm B=260 mt 15 15
Cd 635nm B=357 mt 16 16
Cd 635nm B=450 mt 17 17
Cd 635nm B=540 mt 18 18
Cd 635nm B=635 mt 19 19
Cd 635nm B=720 mt 20 20
Cd 635nm B=790 mt 21 21
B = 540 mt B = 540 mt B=0T normální Zeemanův jev B = 790 mt B = 790 mt B = 950 mt B = 950 mt 22 22
23
24
0 25
spinový a orbitální moment spin vlastní moment hybnosti elektronu neorbitálního původu - složky splňují komutační relace momentu hybnosti teoretický koncept 1925 Uhlenbeck (vlevo), Goudsmit (vpravo) spin elektronu je kolmý k rovině oběžné dráhy a má vždy stejnou hodnotu je spojen s magnetickým momentem 26
Stern-Gerlachův experiment (1921) mg.moment ve vnějším mag.poli: síla působící v nehomogenním poli: atomy Ag: odchylka od přímého směru vlivem síly Fz 27
skládání orbitálního a spinového momentu hybnosti: 1-elektronová aproximace ~Pb Z elektronová konfigurace Russel-Saundersonova vazba n-elektronů v neuzavřené slupce j-j vazba degenerace 28
skládání orbitálního a spinového momentu hybnosti: Russel-Saundersonova vazba 1) Hkor 1 elektron E E E slupka n-elektronů 5 ~ 10 K 4 ~ 10 K zcela zaplněná slupka 2) HSO celkový moment hybnosti elektronová konfigurace H0 termy Hkor 3 ~ 10 K multiplety HSO j-j vazba jemná struktura 29
Zeemanův jev - rozštěpení spektrálních čar v magnetickém poli (1896) anomální Zeemanův jev spin celkový moment hybnosti 30
Hundova pravidla postup při obsazení částečně zaplněné slupky: 1. maximální spinový moment S 2. maximální orbitální moment L v souladu s max. S 3. je-li slupka zaplněná méně než z poloviny je je-li slupka zaplněná více než z poloviny je označení termu: L = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 X = S, P, D, F, G, H, I ml = 1 ml = 0 ml = -1 kyslík O: základní stav: 31
Zeemanův jev - rozštěpení spektrálních čar v magnetickém poli (1896) anomální Zeemanův jev Landéův g-faktor 32
Zeemanův jev - rozštěpení spektrálních čar v magnetickém poli (1896) anomální Zeemanův jev sodíkový dublet např. magnetické pole Slunce 33
skládání orbitálního a spinového momentu hybnosti: 1-elektronová aproximace ~Pb Z elektronová konfigurace Russel-Saundersonova vazba j-j vazba 34
skládání orbitálního a spinového momentu hybnosti: 1 elektron L=1, S=1/2 35
Jaderná magnetická rezonance (NMR) principy NMR objeveny Blochem a Puccelem v roce 1945 spektroskopická metoda (později i zobrazovací) interakce magnetického momentu s magnetickým polem B0 0 B=0 Př. proton má gyromagnetický poměr γ=2.675 108 rad s-1 T-1, odpovídající magnetická absorpční frekvence ω0 má hodnotu ν(mhz)=42.58 B0 (T) (Larmorova frekvence) 36
Jaderná magnetická rezonance (NMR) 37
Jaderná magnetická rezonance (NMR) pohybové rovnice N2 B0 0 B=0 N1 rovnovážná magnetizace 38
Jaderná magnetická rezonance (NMR) pohybové rovnice podélná relaxační doba spin-mřížková relaxační doba 39
Jaderná magnetická rezonance (NMR) pohybové rovnice Blochovy rovnice T2 příčná relaxační doba (doba, po kterou zůstávají jednotlivé momenty přispívající k Mx a My ve fázi) 40
Jaderná magnetická rezonance (NMR) 41
Jaderná magnetická rezonance (NMR) NMR spektrum (FID free induction decay) pošlu puls a měřím odezvu puls vf-pole B1 vede k sjednocení mg. momentů podél x a y (objeví se nenulová složka magnetizace Mx,y ta se rozfázuje s časem T2) 42
43
Jaderná magnetická rezonance (NMR) 44
45
46
47
λ=21 cm 48