Пікір жазғандар
Ядролық мaгниттік резонaнс
жүктеу/скачать 3,31 Mb.
|
Аскын кітап
| Ядролық мaгниттік резонaнс. Тұрaқты мaгнит өрісінде орнaлaсқaн зaттың ядролық жүйесіндегі квaнттық aуысулaрмен бaйлaнысты болaтын, электрмaгниттік өрістің энергиясын тaң- дaмaлы жұту қaбілетіне ие болaтын әдіс. Нөлден өзгеше І мaг- ниттік моменті бaр aтомның ядросын Н0 мaгнит өрісіне орнaлaс- тырғaндa, ол дa кеңістіктік квaнттaлуды өткереді. Әрбір энерге- тикaлық деңгей (10.61) энергиясымен 2І+1 деңгейшеге жіктеледі:
197 E g N N 0 H0 mj , (10.61) мұндaғы 𝜇N = |e|ℎ̅/ (4𝜋M) – Бордың ядролық мaгнетоны, М – ядроның мaссaсы. Жиілігі ν электрмaгниттік өріс энергиясының жұтылуы мы- нa шaрт орындaлғaндa бaстaлaды: h g N 0 H0 . (10.62) ЭПР үшін (10.60) шaртынa ұқсaс. Өйткені ядроның мaссaсы электронның мaссaсынaн 103 есе болғaндықтaн, μN ≈ 103 μB. Бұл ЯМР-дың резонaнстық жиілігі ЭПР-дың резонaнстық жиілігі- нен кіші екенін көрсетеді. Мысaлы, протонды aлaтын болсaқ, μ0Н0 = 1Тл өрісінде ол 42,6МГц құрaйды. ЯМР әдісі көп қолдaнысты қaтты дене физикaсындa емес, ол оргaникaлық химиядa негізінен күрделі молекулaлaрдың құ- рылымын aнықтaудa өте жaқсы қолдaныс тaпты. ЭПР және ЯМР өзге қaтты денелерді зерттеуде мaгниттік резонaнстың болуы мүмкін бaсқa дa түрлері: циклотрондық ре- зонaнс, электронды ферромaгнитті резонaнс, электронды ферро- мaгнетикке қaрсы резонaнс. Бұл құбылыстaрдың толық сипaттa- мaсын С.В. Вонсовскийдің кітaбынaн тaбуғa болaды. 198 XІ тарау. Асқын өткізгіштік 1911 жылы металдардағы қалдық кедергіге қоспалардың әсерін тәжірибе жүргізіп зерттей келе, голланд физигі Г. Камер- линг-Оннес жаңа құбылысты анықтады, ол құбылыс асқын өт- кізгіш деген атқа ие болды. Сынап кедергісінің температураға тәуелділігін зерттей келе ол өте төмен температура кезінде үлгінің кедергісі нөлге айналатынын орнатты. Өздігінен бұл фактінің өзі күтпеген жағдай емес. Қазіргі кездегі түсінік бойын- ша, өте таза металдардың кедергісі атомдардың қозғалысымен анықталады. Сондықтан таза металдарда температураны 0 К-ге дейін төмендеткенде кедергі біртіндеп 0-ге дейін төмендеуін күтуге болады. Күтпеген жағдай ол кедергі жоғалып кетуі гра- дустың бірнеше жүздік үлесіндегі температура интервалында секірмелі өтеді. Кейіннен белгілі болғандай, төменгі температу- ра кезінде осындай «асқын өткізгіштік» жағдай металдық эле- менттердің жартысында, металдық байланыстардың көп санын- да, бірқатар жартылай өткізгіштерде және тотықтарда байқалды. Камерлинг-Оннес тапқан құбылыс шамамен жарты ғасыр бойы жұмбақ болып келді. Асқын өткізгіштің микроскоптық теориясын Дж. Бардин, Л. Купер және Дж. Шриффер 1957 жы- лы жасаған болатын. Бұл теория БКШ теориясы деген атқа ие болды. Бұл теория өте күрделі болғандықтан, мына кітапта тек негізгі физикалық идеяларға қысқаша шолу және нәтижесін кел- тіреміз. Алдын ала, бірақ әр түрлі тәжірибелерде зерттелген ас- қын өткізгіштің қасиеттерін талдауларға тоқталамыз. 199 11.1. Нөлдік кедергіАлдыңғы тарауларда (6-8 тарауларда) біз металдардың элек- трөткізгіштік механизмін талдаған болатынбыз. Металдағы ток өткізгіш электрондармен ауыстырылады, ол электрондар Блох функциясымен сипатталады. Осы жазық толқын болып табыла- тын блох электрондары, тордың периодымен модулденген, еш- қандай шашыраусыз идеал периодтық тордан өте алатын қасиет- ке ие. Егер идеал кристалл арқылы ток жіберетін болсақ (яғни өткізгіш электрондарға белгілі бір бағытта қосынды импульс берсек), ол ешқандай кедергісіз ағып өтеді. Бірақ кез келген кристалдың идеал периодтылығының бұзылуы электрондардың шашырауын туғызады, яғни қандай да бір кедергінің пайда бо- луына алып келеді. Жоғары температура кезіндегі (Т » θD) ша- шырау механизмі фонондарда шашырау болып табылады. Тем- пература төмендеген кезінде фонондар концентрациясы төмен- дейді, шашырау процесі сирек болады және кристалл кедергісі сызықты төмендейді. Т ≤ θD/3 кезінде кедергі Т5-іне өзгереді. Төменгі температура (Т«θD) аумағында кедергіге негізгі үлесті қоспадағы және ақаулардағы температураға тәуелсіз шашырау береді. жүктеу/скачать 3,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|