МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС

МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС избирательное
поглощение веществом электромагнитных волн определённой длины волны, обусловленное
изменением ориентации магнитных моментов электронов или атомных ядер. Энергетич.
уровни частицы, обладающей магнитным моментом д, во внешнем магнитном
поле Н расщепляются на магнитные подуровни, каждому из к-рых соответствует
определённая ориентация магнитного момента д относительно поля Н (см.
Зеемана
эффект). Электромагнитное поле резонансной частоты w вызывает квантовые
переходы между магнитными подуровнями. Условие резонанса имеет вид:

E = hw, где E - разность
энергий между магнитными подуровнями, h - Планка постоянная.

Если поглощение электромагнитной энергии
осуществляется ядрами, то М, р. наз. ядерным магнитным резонансом,
ЯМР.
Магнитные моменты ядер обусловлены их спинами I. Число ядерных магнитных
подуровней равно 2I + 1, а расстояния между соседними подуровнями
одинаковы и равны:



где y - магнитомеханическое отношение.
Отбора правила допускают переходы только между соседними подуровнями,
поэтому всем переходам соответствует одинаковая резонансная частота (рис.),
линии поглощения перекрываются и наблюдается одна линия.

Однако в нек-рых кристаллах для ядер со
спином I > 1 возникает дополнительное смещение уровней, вызванное
взаимодействием электрич. квадрупольного момента ядра с внеядерным
неоднородным внутрикристаллич. электрич. полем Е в месте расположения
ядра (см. Кристаллическое поле). В результате этого в спектре поглощения
появляются дополнительные линии (см. Ядерный квадру-полъный резонанс,
ЯКР).

М. р., обусловленный магнитными моментами
электронов в парамагнетиках, наз. электронным парамагнитным резонансом
(ЭПР).
Спектр ЭПР зависит как от спина, так и от орбитального движения
электронов, входящих в состав парамагнитных атомов и молекул, и обычно
чувствителен к внутрикристаллическому полю в месте расположения парамагнитной
частицы. В ферромагнетиках и антиферромагнетиках
электронный
М. р. наз. соответственно ферромагнитным резонансом
и антиферромагнитным
резонансом.
Расщепление уровней энергии во внешнем
магнитном поле HI =3/2.

Во многих случаях полезно классич. описание
М- р., основанное на том, что магнитный момент частицы д испытывает во
внешнем магнитном поле Н Лармора прецессию около направления вектора
Н
с
частотой со = уН. Переменное магнитное поле перпендикулярное
Н
и
вращающееся синхронно с n, т. е. с частотой со, оказывает постоянное воздействие
на магнитный момент, к-рое и ведёт к изменению его ориентации в пространстве.

К М. р. иногда относят также наблюдаемый
в металлах и полупроводниках, помещённых в постоянное магнитное поле, циклотронный
резонанс - резонансное поглощение электромагнитной энергии, связанное
с периодич. движением электронов проводимости и
дырок в плоскости,
перпендикулярной полю Н (см. Лоренца сила, Диамагнетизм).

Лит.: С л и к т е р Ч., Основы теории
магнитного резонанса, пер. с англ., М., 1967; Абрагам А., Ядерный магнетизм,
пер. с англ., М., 1963; Альтшуяер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитный
резонанс, М., 1961. В. А. Ацаркин,

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я