ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ


ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ
ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ

       
резкое возрастание интенсивности ядерного магнитного резонанса (ЯМР) при насыщении уровней электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в том же в-ве. Теоретически предсказан А. У. Оверхаузером (A. W. Overhauser, США) в 1953. Экспериментально наблюдался в 1953 вначале в металлах (Т. Карвер и Ш. Шлихтер, 1953, США), затем в ПП, свободных радикалах и жидкостях с парамагн. примесями.
О. э.— следствие магн. вз-ствия эл-нов и ядра атомов или ионов таких парамагнетиков, в к-рых возможно установление равновесной электронной и яд. намагниченности в сильном пост. магн. поле. При насыщении ЭПР это вз-ствие вызывает перераспределение ядер по уровням, увеличивая разность их населённостей и вероятность перехода. О. э. лежит в основе метода двойного электронно-ядерного резонанса.
Если длительно поддерживать насыщение ЭПР, то наступит стационарное состояние, при котором отношение населённостей яд. перехода Nя+/Nя- будет такое же, как отношение населённостей Nэ+/Nэ- электронного перехода, т. е. населённость нижнего яд. уровня возрастает и возникает сильная поляризация ядер (см. ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЯДРА).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ

- увеличениеинтенсивности ядерного магнитного резонанса и поляризации ядерноймагн. системы при насыщении электронного парамагнитного резонанса. О. <э. наблюдается в условиях, когда в электронной парамагн. системе существуетрелаксац. процесс, содержащий в каждом акте связанное однонаправленноеизменение ядерных спиновых переменных и определяющий стационарное сосстояниеядерной магн. системы (см. Ориентированные ядра, Парамагнетизм). О. <э. предсказан А. Оверхаузером (A. W. Overhauser) в 1953 для взаимодействующихспиновых систем электронов проводимости и ядер в металлах. В том же годуО. э. был экспериментально подтверждён Т. Карвером (Th. R. Carver) и Ч. <Сликтером (Ch. P. Slichter), впоследствии наблюдался в полупроводниках, <жидкостях с парамагн. примесями и твёрдых телах с высокой концентрациейсвободных радикалов или парамагн. примесей. О. э. является одним из методовдинамич. поляризации ядер. Для его объяснения существенны два явления:зеемановское расщепление магн. уровней (см. Зеемана эффект) ж релаксация- процесс возвращения возбуждённой системы в состояние термодинамич. <равновесия.
Магн. моменты микрочастиц могут иметьтолько определ. ориентации в магн. поле, к-рым соответствуют определ. значенияэнергии (энергстич. уровни). На рис. изображена структура этих уровнейдля электронно-ядерной системы с электронным спином S =1/2 и ядерным спином I = 1/2. Зеемановское расщеплениедля электронного спина равно 15010-137.jpgдля ядерногоспина 15010-140.jpgгде Н - напряжённость внеш. магн. поля,15010-141.jpgи 15010-142.jpg -магн. моменты электрона и ядра. Поскольку 15010-143.jpgимеем 15010-144.jpgТермодинамически равновесная поляризация электронной и ядерной магн. системопределяется населённостью электронных уровней Sz =15010-145.jpg1/2 и ядерных уровней Iz =15010-146.jpg1/2.Отношение населённостей соответствует распределению Больцмана:

15010-147.jpg

где Ni - населённостьуровней, соответствующих рис. Возбуждение переходов 15010-148.jpgSz-1,15010-149.jpgJz=0 отвечает ЭПР, а переходов 15010-150.jpgSz=0,15010-151.jpgIz=1 - ЯМР. Если приложить к образцу достаточно сильное перем. магн. <поле с частотой ЭПР 15010-152.jpgто электронные переходы можно насытить, т. е. выровнять населённости уровней, <между к-рыми происходят соответствующие переходы (15010-153.jpgSz=1,15010-154.jpgIz= 0), при этом N115010-155.jpgN3 и N215010-156.jpgN4. Магн. <ВЧ-поле переводит электроны в верх, состояния, а релаксац. процессы стремятсявосстановить состояние термодинамич. равновесия. Конкуренция этих процессовопределит амплитуду ВЧ-поля, необходимую для насыщения ЭПР. Ответственныйза это релаксац. процесс (со скоростью релаксации 15010-157.jpg )не приводит к переориентации ядерных спинов.

15010-138.jpg

Структура зеемановских энергетических уровнейэлектронно-ядерной системы с S = 1/2 и I-1/2. Штриховые линни соответствуют различнымвидам релаксации. Справа в первом столбце - относительные равновесные населённостиуровней, N1/N4, во втором столбце - те жевеличины в условиях эффекта Оверхаузера при 15010-139.jpg

Существование флуктуирующего сверхтонкоговзаимодействия, связанного либо с движением носителей электронного спина, <либо с быстрой переориентацией этого спина в обменном поле, приведёт кпоявлению др. релаксац. процессов. Контактное фермиевское взаимодействиеприводит к релаксац. процессу типа 15010-158.jpgSz=-1при 15010-159.jpgIz= 1, и наоборот (со скоростью релаксации 15010-160.jpg).Флуктуирующее дппольное взаимодействие приведёт к процессу типа 15010-161.jpgSz= -1,15010-162.jpgIz= -1 (со скоростью релаксации 15010-163.jpg).В ядерной маги, системе существуют релаксац. процессы 15010-164.jpgSz=0,15010-165.jpgIz=1 (со скоростью релаксации 15010-166.jpg).
Для О. э. характерно соотношение 15010-167.jpgОсн. процесс, ведущий к изменению населённостей, отвечает переходам междууровнями 4 и 1. При этом, происходят однонаправленные перевороты ядерныхспинов, приводящие к след. отношению населённостей: N1/N2= N3/N4 =exp(15010-168.jpg+15010-169.jpg)/kT. Т. <о., поляризация ядер в состоянии термодинамич. равновесия определяетсявеличиной зеемановского расщепления в ядерной магн. системе, а в условияхО. э. - зеемановским расщеплением в электронной системе. При высоких темп-pax,когда 15010-170.jpgkT, поляризация возрастает в 15010-171.jpg~ 103 раз. Неполное насыщение ЭПР и конечные значения величин 15010-172.jpgи 15010-173.jpgприводят к ослаблению поляризации ядер при О. э. При 15010-174.jpg15010-175.jpgполяризацияядерной магн. системы будет противоположной.
О. э. наряду с др. эффектами динамич. <поляризации ядер используют для изучения ядерной магн. системы и получениясистемы поляризов. ядер.

Лит.: Альтшулер С. А., Козырев Б. <М., Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточныхгрупп, 2 изд., М., 1972; А брагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ.,М., 1903; Джеффрис К., Динамическая ориентация ядер, пер. с англ., М.,1965; Ацаркин В. А., Динамическая поляризация ядер в твёрдых диэлектриках, <М., НМО.

В. Л. Тулин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ" в других словарях:

  • Эффект Оверхаузера — Эффект Оверхаузера  увеличение поляризации ядерной магнитной системы и, как следствие, ядерного магнитного резонанса при насыщении электронного парамагнитного резонанса. Предсказан в 1953 г. А. Оверхаузером для взаимодействия спиновых… …   Википедия

  • ПАРАМАГНЕТИЗМ — (от греч. para возле, рядом и магнетизм), свойство в в (парамагнетиков), помещённых во внеш. магн. поле, намагничиваться (приобретать магнитный момент) в направлении, совпадающем с направлением этого поля. Т. о., внутри парамагнетика к действию… …   Физическая энциклопедия

  • МАГНИТОМЕТРЫ — приборы для измерения модуля полного вектора магнитной индукции или его составляющих. Наряду с термином М. употребляются термины тесламетр и гауссметр (по наименованию единицы измеряемой величины), а также термин измеритель магнитной индукции .… …   Физическая энциклопедия

  • РЕЛАКСАЦИЯ МАГНИТНАЯ — процесс установления термодинамич. равновесия в системе магн. моментов вещества. Как правило, Р. м. сложный, многоступенчатый процесс; его характеризуют разл. временами релаксации (см. также Релаксация). Магн. свойства веществ (за исключением… …   Физическая энциклопедия

  • РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ — раздел физики, в рамках к рого исследуются переходы между энергетич. уровнями квантовой системы, индуцированные эл. магн. излучением радиодиапазона (см. РАДИОВОЛНЫ). Многообразие резонансных явлений, вызванных этими переходами, обусловливает… …   Физическая энциклопедия

  • СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — магн. взаимодействие междуспиновыми магн. моментами электронов, атомных ядер, парамагн. атомов иионов. Энергия С. с. в. зависит от взаимной ориентации спинов этих частиц …   Физическая энциклопедия

  • СПИНОВАЯ ДИФФУЗИЯ — процесс пространственного выравнивания неоднороднойспиновой поляризации в системе локализов. магн. моментов. В отличие отобычной диффузии, связанной с массопереносом, при С. д. распространяетсялишь спиновое возбуждение, тогда как сами носители… …   Физическая энциклопедия

  • Абрагам, Анатоль — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Абрагам. Анатоль Абрагам фр. Anatole Abragam Дата рождения: 15 декабря 1914(1914 12 15) …   Википедия

  • Абрагам А. — Анатоль Абрагам Дата рождения: 15 декабря 1914 Место рождения: Россия Гражданство: Франция Научная сфера: Физика Альма матер: Парижский университет (1936) Известен как: Открыватель ядерной антиферромагнетизма (1970) Открыватель ядерной прецессии… …   Википедия

  • Абрагам Анатоль — Анатоль Абрагам Дата рождения: 15 декабря 1914 Место рождения: Россия Гражданство: Франция Научная сфера: Физика Альма матер: Парижский университет (1936) Известен как: Открыватель ядерной антиферромагнетизма (1970) Открыватель ядерной прецессии… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.