Ла́рморовская преце́ссия — прецессия (вращение как целого) магнитного момента электронов, атомного ядра и атомов вокруг вектора внешнего магнитного поля.
Данный эффект позволяет объяснить ряд физических явлений, таких как диамагнетизм, магнитное вращение плоскости поляризации, нормальный эффект Зеемана.
Определение Магнитное поле приложенное к магнитному диполю с магнитным дипольным моментом создаёт момент силы, равный
где × обозначает векторное произведение, — момент импульса и — гиромагнитное отношение, являющееся коэффициентом пропорциональности между магнитным моментом и моментом импульса.
В случае статического магнитного поля направленного вдоль оси , вектор момента импульса прецессирует вокруг оси с угловой частотой, которая называется ларморовской частотой:
Прецессия является движением вектора момента импульса вокруг выделенной оси, похожим на вращение волчка.
Всё сказанное справедливо не только для общего вектора момента импульса но также и для спинового момента импульса электрона орбитального момента импульса электрона спинового момента импульса ядра и общего момента импульса атома
Гиромагнитное отношение — это главное различие между всеми типами моментов импульсов, которые были рассмотрены выше, но следующая формула позволяет объединить все типы,
где — -фактор, — магнетон Бора, — постоянная Планка. Для электрона гиромагнитное отношение равно .
В 1935 году в своих трудах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц предсказали существование ферромагнитного резонанса ларморовской прецессии, которая была экспериментально обнаружена Гриффитсом в 1946 году.
Ларморовская частота Ларморовская частота — угловая частота прецессии магнитного момента, помещённого в магнитное поле. Названа в честь ирландского физика Джозефа Лармора (Joseph Larmor). Ларморовская частота зависит от индукции магнитного поля и гиромагнитного соотношения :
или
При этом в формуле учитывается магнитное поле в той точке, где находится частица. Это магнитное поле состоит из внешнего магнитного поля и других магнитных полей, которые возникают из-за электронной оболочки или химического окружения.
Ларморовская частота протона водорода в магнитном поле индукцией в 1 Тесла составляет 42 МГц, то есть находится в радиочастотном диапазоне.
Химический сдвиг Если ядро, обладающее спином, находится в молекуле, то электроны, движущиеся вокруг него или других соседних ядер, создают вблизи него дополнительное магнитное поле, которое смещает ларморовскую частоту, поскольку эффективное магнитное поле (называемое локальным), в котором находится ядро из-за присутствия рядом электронов, отличается от приложенного внешнего магнитного поля. Это смещение получило название химического сдвига.
Для анализа многих органических и элементоорганических веществ используется метод ядерного магнитного резонанса, который основан на измерении химических смещений ядер с полуцелым спином. При помощи метода ядерного магнитного резонанса можно получить данные о химическом строении молекул, их пространственной структуре и молекулярной динамике.
Литература Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral De Menezes, Robin Goodfellow, Pierre Granger: NMR Nomenclature. Nuclear Spin Properties and Conventions for Chemical Shifts. Pure Appl. Chem. 2001 (73), 1795—1818. wwwex.physik.uni-ulm.de
См. также Ларморовский радиус
Примечания
Категория:Электродинамика Категория:Прецессия