border=0

It ferskynsel fan magnetyske resonânsje wurdt brûkt om de elektryske en magnetyske ynteraksjes fan elektronen en kearnen yn makroskopyske sifers fan mateare te berikken en te mjitten. Dit ferskynsel is fanwege de paramagnetyske oriïntaasje fan 'e elektroanen en kearnstreamen bûten

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

As foarbyld fan praktyske ymplemintaasje fan NMR foar mjittingsdoelen, beskôgje it ûntwerp fan in heul sensitive sensor foar it mjitten fan de magnetyske yndeks fan in swak magnetysk fjild.

It apparaat befettet in induktivelspul, dy't as de kearn in ampoule hat mei in gasgas substans. De magnetyske mominten fan 'e kearnen fan in substân dy't yn in magnetysk fjild ynfierd binne yn' e rjochting fan syn magnetyske ynduksje rjochtsje troch it prosedearjen fan in frekwinsje:

. (5.7)

Nei wat tiid, as de fektors fan magnetisearring en it eksterne fjild fiele, is de substansje in stasjonêre magnetisearring.

By dizze metoade wurdt de probleem ûnderfrege fan radiofrequerenstraasjes by in konstante frekwinsje, wylst de krêft fan it magnetyske fjild feroaret, dus wurdt it ek de konstant-fjildmetoade neamd.

Fig. 5.8 Schematyske fertsjintwurdiging fan it opset foar in magnetyske resonante eksperimint. Resonânsje wurdt berikt yn it radiofrequentrum. De spul (a) en de resonator (b) binne ferbûn mei de wikseljende fjilden en krêftmjittingen.

De echte ûndersyk wurdt pleatst binnen in radiofrekwekspul of mikrofoave resonator lizzend tusken de poalen fan in magnet. De hege heechheid fan 'e opset en syn gefoelens by it bepalen fan' e absorbearre krêft is de wichtichste foardiel fan 'e magnetyske resonance-metoade. Yn 'e standert eksperimintale metoade wurdt de oszillaasjetfrequ ω fan it transverse fjild konstant bewarre en resonânsje wurdt berikt troch it feroarjen fan de fjildstärke B 0 , dy't liedt ta in stadige feroaring yn de pressyfrefrequen γ B 0 . Yn dit gefal kin op 'e oszilloskop skerm it komponint M observearje, oszillearjend of yn antifassy mei it kontrolearjende transverse fjild B 1 cos ω t (dat is de opsleine krêft), of yn faze dêrby (5.9).

Fig. 5.9 Proton magnetyske resonante-sinjalen yn floeibere wetterstof, reflektearret de ôfhinklikens fan 'e magnitude fan de magnetyske fjildeninduksje foar de radiation dy't troch it medium (a) en de magnetyske momint M fan' e partikel (b) absorbearre wurdt.

De tapassing fan NMR is basearre op it prinsipe fan operaasjes fan foarsjenningen foar stabilisaasje en genoatige mjittings fan magnetyske fjildparameters, as ek foar de analyze fan mikrosjingen neffens harren isotopyske komposysje. Bygelyks, in sterk NMR-sinjaal wurdt bepaald yn 'e oanwêzigens fan koper-13 isotopekearnen, dy't de gebrûk fan NMR en har farianten - nuclear nuclear quadrupole resonance (NQR) yn' e stúdzje fan hydrocarbons, fral natuerlik (oalje), fêststeld.

Yn NMR-techniken binne der in soad mooglikheden om de gemyske struktuer fan substanzen, de konfiguraasje fan molekulen, de effekten fan ymplemintêre ynfloeden, yntramolekulêre transformaasje te bepalen. Nuclei mei net-ynteger spin kin ynteraksje mei in eksterne magnetyske fjild, sadat in oergong nei oare enerzjynivo's. De enerzjy fan dizze nivo's wurdt strang kwantearre en hinget ôf fan 'e natuer fan' e kearn, de elektroanyske omjouwing, en ferskate yntra- en yntermoleekulêre ynteraksjes. It effekt fan 'e elektroanenhelp op NMR is manifestearre, benammen as folget. It ekstern magnetyske fjild dêr't de probleem pleatst wurdt op de elektroanen fan 'e atomen of molekulen fan' e echte samling. Yn it gefal fan in diamagnetyske probleem yn 'e elektroaneskoarmen fan' e atomen, draacht it eksterne fjild sa'n streamen dy't in fuortskerm magnetysk fjild oanmeitsje yn 'e rjochting dy't tsjinoer it eksterne fjild rjochte is. Dit fuortset fjild docht ek oan de kearn fan it atoom. It tafoegjen oan it eksterne fjild rediget it effekt fan 'e lêste op' e kearn.

As it magnetyske ynduksjefjild (B) is lyk oan 1 tl resonance-absorption komt op in frekwinsje fan Hz It absorptive spektrum is breed, hoe grutter de viskositeit en wat de molekulêre mobiliteit leger is. De NMR-rigels binne folle smeller as mei EPR. It spektrum wurdt ferspraat troch de ynteraksje fan 'e kearnmagnetyske momint mei it elektroan. Dêrom karakterisearret de NMR de struktuer en struktuer fan saken. De praktyske realisaasje fan 'e effekt is basearre op in skerpe ferheging fan de oplossing fan' e enerzjy fan in elektromagnetyske welle yn systemen fan atomêre kearnen ûnder in ekstern magnetysk fjild. De betsjoende frekwinsje is binnen 200 MHz. It absorptive spektrum is breed, hoe grutter de viskositeit en wat de molekulêre mobiliteit leger is. De rigels fan it spektrum binne folle smeller as yn elektromagnetyske resonânsje; dus wurdt it brûkt om molekulêre struktueren en isotopyske analyze te studearjen.

It ferskynsel fan kearnmagnetyske resonânsje wurdt brûkt yn fysika, gemy, yn medisinen (it minsklik lichem is de kombinaasje fan alle deselde organike en anorganyske molekulen). Om dit ferskynsel te beobjen, wurdt it objekt yn in konstante magnetyske fjild pleatst en útdroegen oan radiofrequency en gradient magnetyske fjilden. In variable elektromotoryske krêft (EMF) ûntstiet yn 'e induktivelspul om it ûndersyksûntwerp hinne omheech, wêrfan it amplituden-frekwinspektrum en transiente skaaimerken ynformaasje oer de romtlike dansens fan resonant atomyske kearnen hawwe, en ek oare parameters dy't spesifyk binne foar kearnmagnetyske resonânsje. Nei it ferwurkjen fan in kompjûter giet dizze ynformaasje yn NMR - in byld dat de tichteens fan chemysk-lykweardige kearnen karakterisearret, de relaasjearings fan kearnmagnetyske resonânsje, de ferdieling fan fermogens fan floeistof, de diffusion fan molekulen en biochemyske metabolike prozes yn libbebesken.

De essinsje fan magnetyske resonante-tomografy (of NMR - yntroskopy) bestiet, yn essinsje, yn 'e ymplemintaasje fan in spesjale soarte fan kwantitative analyze fan de amplitude fan in kearnmagnetyske resonânsjesyk.

It prinsipe fan in operaasje fan in magnetografyske resonante tomograaf is sa folget. In sterk konstante magnetyske fjild dy't ûntstien is troch in silindryske magnet, biedt willekeurige oriïntearre spins fan 'e kearnen fan waasserstoffatom yn' e lichem fan 'e pasjint lâns in ienige rjochting, krektas izeren ôfspraken lizze troch ûnsichtbere fjildlinen tichtby de magnet. As in spesjaal ekspertearre - probearjende - radiofrekmpuls, is it magnetyske fjild fan 'e puls, hoewol swak, wat de linnende rêden fan in bepaalde rjochting ôfwettert, giet troch it kamera-tube fan' e tomograaf. Se begjinne om oszillearje, precies, om 'e rjochting fan it sterke fjild fan' e permaninte magnet. Tagelyk resonearje de kearnen fan atomen, dat se ek in swakke radiosignale útfiere, dat kin wurde troch gefoelige detectors. As de probleem RF-puls ôfsletten wurdt, kieze de spins werom nei in bestoarch state en it sinjaal dat troch de kearnen ûntstien is. Troch it tiid fan dizze ôfwizing en oare skaaimerken fan it sinjaal dat troch in kompjûter ferwurke wurdt, kin de gemyske komposysje en biologyske eigenskippen fan gewoane beoardiele. Foar elke punt fan it byld op it skerm, wurde gegevens fan resonante hydrogen-kearnen (proton) yn it studearre yntern oargel sammele en gemiddelde, en elke kleurwearde is in eigen kleur oanwêzich. As gefolch hawwe streekjes mei ferskillende proton-dichten en, dus, heterogeneus yn komposysje fan tissueken, te markearjen mei ferskate kleuren.

Yn tsjinstelling ta X-ray-ûndersyk is de NMR-metoade hielendal harmless en garandearret in folle better kontrast tusken ferskate soarten toetsen, dat makket it maklik te meitsjen fan sûne en krêftige gebieten. NMR-tomografy wurdt benammen súkses brûkt yn 'e diagnoaze fan pädagogiken fan it sintrale nervosysteem en it musculoskeletale systeem, lykas ek foar de erkenning fan tumors op' e eftergrûn fan sûne tissue.

By konvinsjonele NMR-spektroskopy probearje se, as it mooglik is, de bêste resolúsje fan 'e spektralen linen realisearje. Dêrtroch wurde de magnetyske systemen sa oanpast oanpast dat binnen de probleem de beste mooglike ferdieldigens meitsje. Yn 'e metoaden fan' e NMR-yntstekopy, yn it tsjinoerstelde, is it magnetyske fjild bewustwêzen ynhomogennich makke. Dêrnei is der reden te ferwachtsjen dat de frekwinsje fan kearnmagnetyske resonânsje op elke punt fan 'e echte wearde hat, dy't ferskaft fan' e wearden yn oare dielen. Troch it bepalen fan elke koade foar de gradaasjes fan 'e amplitude fan' e NMR-sinjalen (helderheid of kleur op 'e monitor skerm), is it mooglik om in konvinsjonele byld (tomogram) fan skieden fan' e ynterne struktuer fan it objekt te krijen.

De tradisjonele metoade fan NMR - spektroskopy hat in soad nadeel . Earst nimt in protte tiid om elk spektrum op te bouwen. Twadder is it tige ferlet fan de ôfwêzigens fan eksterne ynterferinsje, en, yn oerhearsking, binne de spesjale krigen hawwe in soad lûden. Treddich is it net ungeunstber foar it meitsjen fan hege frekwinterrometers (300, 400, 500 en mear MHz). Dêrom wurdt yn moderne NMR-apparaten de metoade fan saneamde puls spektroskopy basearre op 'e Fourier-transformaat fan it ûntfangen fan' e ûntfangen. Op it stuit binne alle NMR-spektrometers boud op grûn fan krêftige supermoddingmagets mei in konstante magnetyske fjild.

Fig. 5.10 NMR-spektra.

Foar ûndersyk dy't gebrûk makke wurdt fan NMR-spektraal-analyze, wurdt basearre op de neikommende eigenskippen fan dizze metoade:

· De sinjalen fan atomêre kearnen dy't ta bepaalde funksjonele groepen hearre lizze yn strang definieare dielen fan it spektrum;

It yntegraal gebiet dat troch de peak begrinze is sterk proportional oan it oantal resonante atomen;

Nuclei lizze fia 1-4 bondels kinne in multiplet-sinjalen as resultaat fan de saneamde splitsing yn elkoar meitsje.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Haadstik 11. Makroskopyske kwantum-effekten yn heul

Somatoviscale sensory systeem. Somatoviscal systeem.

Carbon nanotubes

Methods of probe-mikroskopy. 1.1.1. Atomic force microscopy

Methods foar it ûndersyk fan nanomaterialen en nanostruktueren

Scannen SQUID-mikroskoop (SSM-77)

Foarbylden fan tapassing fan CCM-77

It gebrûk fan keunstmjittige neurenneteken foar it ûntfangen, fersprieden en ferwurkjen fan gegevensynformaasje

Stasjonale en net-stasjonele Josephson-effekten en harren tapassing yn mate-technology

Proprioceptive sensibiliteit, gefoelens, wittenskip

Pulskompressoren

Gunn-effekt

Metoaden brûkende feilichheidsgebrûkers

Principes fan bou en funksjes fan it funksjonearjen fan elektromechanyske quantum oszillatorsysteem

Return to Table of Contents: Physical Phenomena

Views: 4449

11.45.9.63 © edudocs.fun is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .