文档介绍：电子顺磁共振实验报告------------------------------------------------------------------------------------------------电子顺磁共振实验报告电子顺磁共振实验【目的要求】1(测定DPPH中电子的g因数;2(测定共振线宽,确定弛豫时间T2;3(掌握电子自旋试验仪的原理及使用。【仪器用具】电子自旋试验仪。【原理】电子自旋的概念首先由Pauli于1924年提出。1925年S(A(Goudsmit与G(Uhlenbeek利用这个概念解释某些光谱的精细结构。近代观测核自旋共振技术,由Stanford大学的Bloch与Harvrd大学的Pound同时于1946年独立设计制作,遂后用它去观察电子自旋。本实验的目的是观察电子自旋共振现象,测量DPPH中电子的g因数及共振线宽。一(电子的轨道磁矩与自旋磁矩由原子物理可知,对于原子中电子的轨道运动,与它相应的轨道磁矩?l为?l??epl2me(2,1)式中pl为电子轨道运动的角动量,e为电子电荷,me为电子质量,负号表示由于电子带负电,其轨道磁矩方向与轨道角动量的方向——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------相反,其数值大小分别为pl,h?l?原子中电子除轨道运动外还存在自旋运动。根据狄拉克提出的电子的相对论性波动方程——狄拉克方程,电子自旋运动的量子数S,l,2,自旋运动角动量pS与自旋磁矩?S之epsme?s??其数值大小分别为(2,2)psh,?s?比较式(2,2)和(2—1)可知,自旋运动电子磁矩与角动量之间的比值是轨道运动磁矩与角动量之间的比值的二倍。原子中电子的轨道磁矩与自旋磁矩合成原子的总磁矩。对于单电子的原子,总磁矩?J与角动量PJ之间有?j??gepj2me(2,3)——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------其中g?1?j(j?1)?l(l?1)?s(s?1)2j(j?1)(2,4)g称为朗德g因数。由式(2,4)可知,对于单纯轨道运动g因数等于1;对于单纯自旋运动g因数等于2。引入回磁比?,即?j??pj(2,5)其中???g?e2me(2,6)在外磁场中,Pj和?j的空间取向都是量子化的。Pj在外磁场方向上的投影为pz?mh,m?j,j?1,?,?j相应的磁矩?j在外磁场方向上的投影为?z??mh,?z??mge??mg?B2me(2,7)?B?eh/2me称为玻尔磁子,电子的磁矩通常都用玻尔磁子?B作单位来量度。二(电子顺磁共振(电子自旋共振)既然总磁矩?j的空间取向是量子化的,磁矩与外磁场B的相互作用能也是不连续的。其相应的能量为E???j?B???mhB??mg?BB(2,8)——————————————————————————————————————-----