Презентация Электронный парамагнитный резонанс онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: Подготовил (а): студент группы ХМ-42 Подготовил (а): студент группы ХМ-42 Назарова Диана

Содержание слайда: План: Введение; Физические основы метода электронного парамагнитного резонанса; Устройство и принцип работы ЭПР-спектрометра; Сверхтонкая структура ЭПР; Значение метода; Техника получения спектров; Используемая литература.

Содержание слайда:

Содержание слайда: В 1944 году в Казанском университете Е.К. Завойский проводил исследования парамагнитной релаксации на высоких частотах (107-108 Гц) при параллельной и перпендикулярной ориентациях переменного и постоянного магнитных полей. На примере парамагнитных солей (MnCl2, CuSO4*5H2O и пр.) он впервые обнаружил интенсивное резонансное поглощение высокочастотной энергии при строго определенных отношениях напряженности постоянного магнитного поля к частоте. Так было открыто новое физическое явление, широко известное теперь под названием электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). В 1944 году в Казанском университете Е.К. Завойский проводил исследования парамагнитной релаксации на высоких частотах (107-108 Гц) при параллельной и перпендикулярной ориентациях переменного и постоянного магнитных полей. На примере парамагнитных солей (MnCl2, CuSO4*5H2O и пр.) он впервые обнаружил интенсивное резонансное поглощение высокочастотной энергии при строго определенных отношениях напряженности постоянного магнитного поля к частоте. Так было открыто новое физическое явление, широко известное теперь под названием электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Содержание слайда: Завойский Евгений Константинович

Содержание слайда: Установка Завойского для наблюдения ЭПР в диапазоне 10 МГц (1944 г.)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Физические основы метода электронного парамагнитного резонанса Наличие спинового момента у отрицательно заряженного электрона приводит к возникновению электронного магнитного момента μe, который пропорционален спину S и определяется выражением: μe = gβS В этом выражении g – безразмерная постоянная Отношение магнитного момента электрона к его механическому моменту, равное для свободного электрона 2.0023, β - электронный магнетон Бора, β = 9.27400915(26)×10−24 Дж/Тл. Энергия взаимодействия между электронным магнитным моментом и внешним магнитным полем описывается следующим выражением: Eвз = -μeB = gβBSB, где SB – проекция спина на направление магнитного поля.

Содержание слайда: Рассмотрим случай с одним неспаренным электроном. При наложении постоянного внешнего магнитного поля в соответствии с эффектом Зеемана возникнут два уровня с магнитными квантовыми числами mS=±1⁄2 с расщеплением ∆E=gβB между ними. Величина расщепления прямо пропорциональна напряженности приложенного магнитного поля и по абсолютной величине в 100-1000 раз меньше, чем энергия теплового движения kT. Математически отношение заселенностей уровней с mS=+1⁄2 и mS=-1⁄2, согласно распределению Больцмана, выражается следующей формулой: Рассмотрим случай с одним неспаренным электроном. При наложении постоянного внешнего магнитного поля в соответствии с эффектом Зеемана возникнут два уровня с магнитными квантовыми числами mS=±1⁄2 с расщеплением ∆E=gβB между ними. Величина расщепления прямо пропорциональна напряженности приложенного магнитного поля и по абсолютной величине в 100-1000 раз меньше, чем энергия теплового движения kT. Математически отношение заселенностей уровней с mS=+1⁄2 и mS=-1⁄2, согласно распределению Больцмана, выражается следующей формулой: N+1/2 N−1/2 =e−∆E/kT =e−gβB/kT

Содержание слайда: Если на электрон, помещенный в постоянное магнитное поле воздействовать электромагнитным излучением СВЧ диапазона с плоскостью поляризации магнитного поля B1 перпендикулярной плоскости постоянного поля, то при выполнении условия: Если на электрон, помещенный в постоянное магнитное поле воздействовать электромагнитным излучением СВЧ диапазона с плоскостью поляризации магнитного поля B1 перпендикулярной плоскости постоянного поля, то при выполнении условия: hν = gβB

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Устройство и принцип работы ЭПР-спектрометра

Содержание слайда:

Содержание слайда: Электромагнитное излучение от источника A проходит через аттенюатор B, предназначенный для регулировки мощности СВЧ, затем через циркулятор* C и через волновод попадает на резонатор с образцом D. Отраженное от резонатора излучение через циркулятор подается на детектор E, сигнал с которого поступает на усилитель G с переменным коэффициентом усиления и далее на регистрирующее устройство. Циркулятор необходим для разделения потоков излучения от источника и от резонатора. Таким образом, на детектор попадает только отраженное излучение и не попадает излучение от источника. Усилитель предназначен для согласования уровня сигнала с выхода детектора с уровнем входного сигнала регистрирующего устройства. Электромагнитное излучение от источника A проходит через аттенюатор B, предназначенный для регулировки мощности СВЧ, затем через циркулятор* C и через волновод попадает на резонатор с образцом D. Отраженное от резонатора излучение через циркулятор подается на детектор E, сигнал с которого поступает на усилитель G с переменным коэффициентом усиления и далее на регистрирующее устройство. Циркулятор необходим для разделения потоков излучения от источника и от резонатора. Таким образом, на детектор попадает только отраженное излучение и не попадает излучение от источника. Усилитель предназначен для согласования уровня сигнала с выхода детектора с уровнем входного сигнала регистрирующего устройства.

Содержание слайда: Метод ЭПР позволяет оценить эффекты, проявляющиеся в спектрах ЭПР из-за наличия локальных магнитных полей. В свою очередь локальные магнитные поля отражают картину магнитных взаимодействий в исследуемой системе. Таким образом, метод ЭПР позволяет исследовать как структуру парамагнитных частиц, так и взаимодействие парамагнитных частиц с окружением. Метод ЭПР позволяет оценить эффекты, проявляющиеся в спектрах ЭПР из-за наличия локальных магнитных полей. В свою очередь локальные магнитные поля отражают картину магнитных взаимодействий в исследуемой системе. Таким образом, метод ЭПР позволяет исследовать как структуру парамагнитных частиц, так и взаимодействие парамагнитных частиц с окружением. Одним из примеров, иллюстрирующем влияние магнитных полей ядер на вид спектра ЭПР, служит сверхтонкая структура спектров ЭПР (СТС).

Содержание слайда: Рассмотрим, какой вид имеет спектр ЭПР атомов водорода. Рассмотрим, какой вид имеет спектр ЭПР атомов водорода. Как известно, в атоме водорода имеется один электрон, располагающийся на S-орбитали около протона. Протон обладает магнитным моментом. В этом случае неспаренный электрон в атоме водорода находится в эффективном поле, складывающемся из поля, создаваемого магнитом, и поля протона: Hэфф = H0 + Hпрот

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Техника получения спектров

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Используемая литература:

Содержание слайда: