10.4 (815694)
Текст из файла
Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà 10.4"Ìàãíèòíûå ìîìåíòû ë¼ãêèõ ÿäåð"âû÷èñëèòü ìàãíèòíûå ìîìåíòû ïðîòîíà, äåéòðîíà è ÿäðà ôòîðàíà îñíîâå èçìåðåíèÿ èõ g-ôàêòîðîâ ìåòîäîì ÿäåðíîãî ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà(ßÌÐ).Îáîðóäîâàíèå: ýëåêòðîìàãíèò, êàòóøêè, ðåîñòàò, àìïåðìåòð, ìîäóëèðóþùèåêàòóøêè, èçìåðèòåëü ìàãíèòíîé èíäóêöèè Ø1-9, ïîòåíöèîìåòð, òðàíñôîðìàòîð.Öåëü ðàáîòû:Òåîðåòè÷åñêèé ìàòåðèàë ðàáîòûÏîëíûé ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ:I =L+Sãäå L - ïîëíûé îðáèòàëüíûé ìîìåíò íóêëîíîâ â ÿäðå, S - ñîáñòåííûé ìîìåíò (ñïèí).Ïîëíûé ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ I èçîëèðîâàííîé ñèñòåìû ïðèíèìàåò (âåäèíèöàõ ~) öåëûå èëè ïîëóöåëûå çíà÷åíèÿ. Äëÿ ÷åòíîãî ÷èñëà íóêëîíîâ I = 0, 1, 2, ...à äëÿ íå÷åòíîãî I = 0, 12 , 32 , ...Äèïîëüíûé ìîìåíò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé àêñèàëüíûé âåêòîð, íå ìåíÿÿ çíàêà ïðèçàìåíå r íà −r.
Èç-çà ýòîãî â ÿäðå îòëè÷íû îò íóëÿ òîëüêî äèïîëüíûé è âñå íå÷åòíûåìàãíèòíûå ìîìåíòû.Îòíîøåíèå äèïîëüíîãî ìîìåíòà µ ê ìåõàíè÷åñêîìó ìîìåíòó I - åñòü ãèðîìàãíèòíîå îòíîøåíèå:γ = gγ0ãäå g - ôàêòîð Ëàíäå, γ0 = − 2mee c - îòíîøåíèå äëÿ îðáèòàëüíîãî äâèæåíèÿ ýëåêòðîíà.Ìàãíèòíûé ìîìåíò ÿäðà:µ = γÿ ~Iãäå M - ìàññà ïðîòîíà, γÿ =e.2M c=⇒ µ = γÿ µÿ IÄëÿ âû÷èñëåíèÿ ìàãíèòíîãî ìîìåíòà íóæíî çíàòü âåëè÷èíó óãëîâîãî ìîìåíòàÿäðà. Åñòü íåñêîëüêî ñïîñîáîâ åãî èçìåðåíèÿ:1. Ñâåðõòîíêàÿ ñòðóêòóðà îïòè÷åñêèõ ñïåêòðîâ.
Âåëè÷èíà I îïðåäåëÿåòñÿ ïóòåìïîäñ÷åò ÷èñëà êîìïîíåíò ñâåðõòîíêîé ñòðóêòóðû.2. ×åðåäîâàíèå èíòåíñèâíîñòåé â ïîëîñàòûõ ñïåêòðàõ äâóõàòîìíûõ ìîëåêóë ñòîæäåñòâåííûìè ÿäðàìè. Îïðåäåëåíèå âåëè÷èíû I îñíîâàíî íà òîì ôàêòå, ÷òî ñòàòèñòè÷åñêèå âåñà ñèììåòðè÷åíûõ è àíòèñèììåòðè÷íûõ ñîñòîÿíèé ñïèíîâ îòíîñÿòñÿêàê (I + 1)/13. Ðàçëè÷íûå ÿäåðíûå ðåàêöèè, β− è γ−ðàñïàäû.4.
ßäåðíûé ìàãíèòíûé ðåçîíàíñ (ßÌÐ). ßÌÐ - ýòî ðåçîíàíñêîå ïîãëîùåíèå èëèèçëó÷åíèå ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè â âåùåñòâàõ, ñîäåæàùèõ ÿäðà ñ íåíóëåâûìñïèíîì, îáñóëîâëåííîå ÿäåðíûì ïåðåìàãíè÷èâàíèåì.Ìåòîä ßÌÐ îáëàäàåò î÷åíü âûñîêîé òî÷íîñòüþ.  äàííîé ðàáîòå ìåòîäîì ßÌÐáóäóò èçìåðÿíû g-ôàêòîðû ÿäåð è ïî ïîëó÷åííûì çíà÷åíèÿì âû÷èñëåíû èõ ìàãíèòíûå ìîìåíòû. ìàãíèòíîì ïîëå B0 , ïàðàëëåëüíîì îñè z, ìàãíèòíûé äèïîëü µm îáëàäàåò ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèåé1E = −mumz B0 = −gß µß 0 ìàãíèòíîì ïîëå ÿäåðíûå óðîâíè èñïûòûâàþò çååìàíîâñêîå ðàñùåïëåíèå (2I+1óðîâíåé) è ïîä äåéñòâèåì âíåøíåãî âûñîêî÷àñòîòíîãî ïîëÿ ìîãóò ïðîèñõîäèòü ýëåêòðîìàãíèòíûå ïåðåõîäû ìåæäó êîìïîíåíòàìè ðàñùåïèâøåãîñÿ óðîâíÿ, ýòî ÿâëåíèåíîñèò ðåçîíàíñíûé õàðàêòåð è ïîýòîìó íàçûâàåòñÿ ßÌÐ.
Ðàçëè÷èå ïî ýíåðãèè ìåæäó äâóìÿ ñîñåäíèìè êîìïîíåíòàìè:∆E = rÿÁ µÿ B0ãäå ñîîòâåñòâóþùàÿ ÷àñòîòà:f0 =gµÿ B0∆E=hhÝêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà è ïðèíöèïû èçìåðåíèéÈçìåðèòåëü ìàãíèòíîé èíäóêöèè Ø1-9, ñîñòîÿùèé èç äâóõ áëîêîâ: íèæíåãî (ãåíåðàòîðà) è âåðõíåãî (èíäèêàòîðà).Ðèñ.1: Èçìåðèòåëü ìàãíèòíîé èíäóêöèè.Äåòåêòèðîâàíèå ñèãíàëà ßÌÐ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïðîìûøëåííîãî ïðèáîðà. Ìîäóëÿöèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ íåáîëüøîé êàòóøêè,íàìîòàííîé íåïîñðåäñòâåííî íà äàò÷èê ñ èññëåäóåìûì îáðàçöîì, ÷àñòîòà ìîäóëÿöèè50 Ãö.Ïðèáîð Ø1-9 èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðåàëèçàöèè è ðåãèñòðàöèè ñèãíàëà ßÌÐ.
Ïðèáëèæåííîå çíà÷åíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî êàëèáðîâî÷íîìó ãðàôèêó. Óòî÷íåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ õîëëîâñêèõ äàò÷èêîâ ìàãíèòíîãîïîëÿ Ø1-10. Âíóòðè êàæäîãî äàò÷èêà íàõîäèòñÿ ñàì îáðàçåö ñíàìîòàííîé íà íåãîêîíòóðíîé êàòóøêîé L è ìîäóëÿöèîííîé êàòóøêîé.2Ðèñ.2: Ñõåìà óñòàíîâêè ñ èññëåäóåìûì îáðàçöîì 2.Îáðàçåö ïîìåù¼í âíóòðü êàòóøêè, âõîäÿùåé â ñîñòàâ ãåíåðàòîðà. Ãåíåðàòîðïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÷àñòü èíäèêàòîðíîé óñòàíîâêè 1. Ìàãíèòíîå ïîëå â îáðàçöå ñîçäà¼òñÿ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîìàãíèòà 4.
Îñíîâíîå ìàãíèòíîå ïîëå ñîçäà¼òñÿ ñ ïîìîùüþêàòóøåê 5, ïèòàåìûõ ïîñòîÿííûì òîêîì. Âåëè÷èíà òîêà ðåãóëèðóåòñÿ ðåîñòàòîì Rè èçìåðÿåòñÿ àìïåðìåòðîì A. Íåáîëüøîå äîïîëíèòåëüíîå ïîëå âîçáóæäàåòñÿ ìîäóëèðóþùèìè êàòóøêàìè 6, ïðèñîåäèíåííûìè ê ñåòè ïåðåìåííîãî òîêà ÷åðåç òðàíñôîðìàòîð 3. Íàïðÿæåíèå íà êàòóøêàõ ðåãóëèðóåòñÿ ïîòåíöèîìåòðîì 8. çàçîðå ýëåêòðîìàãíèòà, â òîì ìåñòå, ãäå ðàñïîëàãàëèñü îáðàçöû, óñòàíàâëèâàåòñÿ õîëëîâñêèé èçìåðèòåëü ìàãíèòíîãî ïîëÿ, à èçìåðåíèÿ ßÌÐ ïðîâîäÿòñÿ íàðåçèíå (èçìåðÿåòñÿ ßÌÐ íà ÿäðàõ âîäîðîäà ïðîòîíàõ), òåôëîíå, â ñîñòàâ êîòîðîãîâõîäèò ôòîð, è òÿæåëîé âîäå.Ðàáîòà è îáðàáîòêà äàííûõ1.
Ðåçóëüòàòû ýêïåðèìåíòà.Âîäà: ν = (9.6084 ± 0.0001)ÌÃö, B = (0.224 ± 0.001) ÒëÒåôëîí: ν = (9.0442 ± 0.0001) ÌÃö, B = (0.226 ± 0.001) ÒëÏðîâåäåì ðàñ÷åòû g− ôàêòîðà è ìàãíèòíîãî ìîìåíòà äëÿ ÿäåð ôòîðà è ïðîòîíà:gF =2 · 3.14 · 9.0442 · 106 · 1.054 · 10−342π~νF≈≈ 5.247 · 10−1 = 5.247µß BF5.050 · 10−27 · 0.226Ïîãðåøíîñòü:sσgF = gFσννF2+ σ 2BBs2 20.00010.001= 5.247+≈ 0.02329.04420.226gF ≈ (5.247 ± 0.023)3Äëÿ ïðîòîíà:gp =2 · 3.14 · 9.6084 · 106 · 1.054 · 10−342π~νp≈≈ 5.625 · 10−1 = 5.625µß Bp5.050 · 10−27 · 0.224Ïîãðåøíîñòü:sσgp = gpσννp2+ σ 2BBs2 20.00010.001+≈ 0.025= 5.6259.60840.224gp ≈ (5.625 ± 0.025)Ñðàâíèì ïîëó÷èâøèéñÿ ìàãíèòíûé ìîìåíò è òàáëè÷íîå çíà÷åíèå:µF = gF µß = 5.247 · 0.5µß ≈ 2.623µßïðè òàáëè÷íîì çíà÷åíèè: µF = 2.6285µßµp = gp µß = 5.625 · 0.5µß ≈ 2.813µßïðè òàáëè÷íîì çíà÷åíèè: µp = 2.79276µß Ðåçóëüòàòû óêëàäûâàþòñÿ â îøèáêó èçìåðåíèé.Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ è âûâîäûÂû÷èñëèíû ìàãíèòíûå ìîìåíòû ïðîòîíà è ÿäðà ôòîðà íà îñíîâå èçìåðåíèÿ èõg-ôàêòîðîâ ìåòîäîì ßÌÐ. Çíà÷åíèÿ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ áëèçêè ê òàáëè÷íûì âïðåäåëàõ îøèáêè.
Âèäèì, ÷òî g-ôàêòîð ïðîòîíà è ÿäðà ôòîðà ñõîæè ïî ïîðÿäêóâåëè÷èíû. Ýòî ïðîèñõîäèò, ïîòîìó ÷òî ó ôòîðà ðàíüøå çàïîëíÿåòñÿ óðîâåíü 2s1/2 ,ïîýòîìó ñïèí ÿäðà 1/2, à íå 5/2. Èç-çà ýòîãî g-ôàêòîðû òàê áëèçêè ïî ïîðÿäêóâåëè÷èíû.4.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
