文档介绍：------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————顺磁共振电子自旋的概念首先由 Pauli 于 1924 年提出。 1925 . 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、原理㈠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 ep(2-1) 2mel 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?l?? 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, ?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?s?? 其数值大小分别为------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— ps, ?sep (2-2) mes 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??g 其中 g?1?ep (2-3) 2mejj(j?1)?l(l?1)?s(s?1) (2-4) 2j(j?1) 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?e (2-6) 2me 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 1 相应的磁矩?j 在外磁场方向上的投影为 e??mg?B (2-7) 2me ?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。?z??mh , ?z??mg ------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————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) 不同磁量子数 m 所对