磁共振方法
利用磁共振分析固态物质结构及其动态过程的方法。磁共振是指固体在一定磁场作用下其原子或原子核所产生的共振吸收现象。
基本信息
- 中文名
磁共振方法
- 外文名
Magnetic resonance method
- 简称
磁共振法
- 理论
量子力学规律
- 应用领域
物理、化学
- 作用
分析物品结构和性质
磁共振
磁共振指固体在恒定磁场和高频磁场同时作用下,当恒定磁场与高频磁场的频率满足一定条件时,该固体对高频电磁场的共振吸收现象。
具有不同磁性的物质在一定条件下都可能出现不同的磁共振。与电子磁性有关的主要有抗磁共振、顺磁共振和铁磁共振。
与核磁性有关的有核磁共振。各种磁共振既有共性又各有特性。其共性表现在基本原理和实验方法类似,而特性则表现在各种共振有其产生的特定条件和不同的微观机制。
与电子有关的磁共振频率都在微波频段,而核磁共振频率则在射频频段。
工作原理
电子绕其本身轴线自转以及原子核的自旋都具有磁偶极矩(磁矩)。
按照量子力学规律,具有磁矩的原子和原子核在外加磁场中的能态是量子化的,即具有一系列的能级。在磁共振实验中,把样品放在强磁场内,样品内原子的电子和核就处于不同的能级。
如果在垂直于磁场的平面内再加一适当频率的交变弱磁场,以使其静磁场产生一些变化直至共振出现时,许多原子和核就会从共振磁场吸收能量而从低能级跃迁到高能级,此时在检测系统中可测得样品对高频电磁能量的吸收Pa与磁场B(或频率W)的关系,即磁场共振吸收曲线。
根据磁共振吸收曲线的共振线宽(相应于最大共振吸收一半的磁场间隔)△B、共振吸收强度(最大共振吸收Pmax或共振曲线面积)和共振曲线形状(包括对称性和精细结构等)等,可以获得样品性质和结构方面的有关信息。
分类介绍
磁共振方法中所利用的磁共振主要有铁磁共振、顺磁共振、回旋共振、核磁共振、磁双共振。铁磁共振可用于研究铁磁体中动态过程和测量磁性参量。
铁磁共振
铁磁有序物质在恒定磁场B和高频磁场b(ω)的同时作用下,满足ω=γB的条件时,这铁磁物质对高频电磁场产生的强烈吸收现象,称为铁磁共振,其中γ为铁磁物质的旋磁比,ω为高频电磁场的角频率。
广义的铁磁共振还包括其他强磁性有序(如亚铁磁性)物质的磁共振。
铁磁共振是1946年英国物理学家J。Griffiths在金属Fe,Ni和Co箔中发现的,随后在铁氧体及其他众多的强磁性物质中都观测到了。