电子自旋共振,近代物理实验,实验报告
自旋提供的就是“电子自旋共振”。因此,电子自旋共振条件是光子的圆频率满足
B
3. 电子自旋共振研究的对象
如果分子中的原子所有的电子轨道都已成对填满了电子,自旋磁矩为0,没有固有磁矩,不会发生电子自旋共振。因此,要观察电子自旋共振要选取原子中没有完全成对的物质。
在这个实验中,我们采用顺磁物质为DPPH(二苯基-苦基肼),它的分子式为
C6H5 2N NC6H2 NO2 3,它的结构式如图所示。
4. 电子自旋共振和核磁共振的比较
关于核磁共振实验基本规律的讨论对于电子自旋共振也试用。
由于电子磁矩比核磁距要大三个数量级(核磁子是玻尔磁子的1/1848)。在同样磁场强度下,电子塞曼能级之间的间距比之核塞曼能级之间的间距要大得多,根据玻尔兹曼分布律,上下能级之间粒子数的差额也大得多,所以电子自旋共振的信号比之核磁共振的信号要大得多。当磁感应强度为0.1~1T时,核磁共振发生在射频范围,电子自旋共振则发生在微波频段范围。对于电子自旋共振,即使在较弱的磁场下(1mT左右),在射频范围内也能观察到电子自旋共振现象。本实验就是在弱场下,用很简单的实验装置观察电子自旋共振现象。
由于电子磁矩比之核磁距要大得多,自旋—晶格和自旋—自旋耦合所造成的弛豫作用较之核磁共振中也大得多,所以一般谱线较宽。另外由于电子磁矩较大,相当于样品中存在许多小磁体,每个小磁体除了处在外磁场B
之中,还处于由