внів енергії ядра в магнітному полі. br/>В
Ця різниця пов'язана з частотою поглинається або випускається випромінювання звичайним чином:
В
Таким чином, при поглинанні або випущенні електромагнітного випромінювання існує наступне співвідношення між частотою випромінювання і щільністю магнітного струму:
В
У таблиці № 2 наведені співвідношення між найбільш часто використовуваними в спектрометрах частотами випромінювання і відповідним величинам щільності магнітного струму для ядер 1H і 13C.
, ТлЧастота зміни, МГц
1HЧастота зміни, МГц
Малюнок 2. Прецессия обертового магнітного ядра під дією магнітного поля
Умова магнітного резонансу
Як можна уявити собі поведінку ядра в магнітному полі? Найпростішим наочним чином може служити обертовий гіроскоп (швидко обертається тверде тіло, вісь обертання якого може змінювати свій напрям в просторі), відхиляється під дією зовнішньої сили. Таку силу створює магнітне поле, спрямоване вздовж осі обертання ядра. У результаті відхилення цієї осі відбувається прецесія - явище, при якому вісь обертового об'єкта повертається, наприклад, під дією зовнішніх моментів (рис. 2). На відміну від звичайного гіроскопа, кут цієї прецесії? строго визначений і, наприклад, для протонів складає 54 44 .
Частота прецесії ядра називається ларморовой частотою. Її можна розрахувати за рівнянням
В
Магнітний момент ядра може розташовуватися уздовж або протилежно напрямку магнітного поля. Різниця енергій цих двох станів безпосередньо пов'язана з величиною кута прецесії (рис. 2):
В
Для переходів між ядерними магнітними станами правило відбору полягає в тому, що
В
На рис. 3 схематично зображено розподіл ядер зі спіном між двома енергетичними станами. Заселеність одного стану (у якому магнітні моменти орієнтовані вздовж поля) вище, ніж порушеної. br/>В
Малюнок 3. подвійний конус прецесії для ядра зі спіном 1/2
Процеси релаксації
У результаті поглинання електромагнітного випромінювання ядра, що знаходилися в основному стані, переходять в збуджений. Оскільки вихідна різниця в заселеності рівнів незначна, в результаті поглинання фотонів заселеності можуть вирівнятися. При цьому виникає явище насичення спінової системи, і ніякої сигнал більше не реєструється. Очевидно, що для забезпечення можливості вимірювання сигналу швидкість релаксації ядер (їх повернення в основний стан) повинна бути порівнянна або вище, ніж швидкість поглинання фотонів. Оптимальний час життя збудженого стану складає 0,1 - 10 с. p align="justify"> Релаксація ядер може відбуватися шляхом безвипромінювальної передачі енергії навколишньому середовищу....
