Спин ядра
При изучении спектров атомов была обнаружена сверхтонкая структура спектральных линий, которую удалось объяснить (Паули, 1924г.), предположив существование у ядер собственного магнитного и механического момента (спина). Сверхтонкая структура энергетических уровней (расщепление уровней энергии на близко расположенные уровни) возникает при взаимодействии магнитного момента ядра с магнитным полем электронов в атоме при наличии внешнего магнитного поля. Спин ядра складывается из
Спинов нуклонов.
Моментами импульсов, обусловленных движением нуклонов внутри ядра.
Спин ядра представляет собой их векторную сумму и квантуется по закону:
,
где
—спиновое
ядерное квантовое число, которое может
принимать значения
.
Ядра с четным
имеют
целое
,
с нечетным полуцелое.
Магнитный
момент ядра
,
где
—
ядерное гиромагнитное отношение.
Единицей магнитных моментов служит
ядерный магнетон
Дж/Тл.
Наиболее точным методом определение
магнитного момента ядер является метод
ядерного магнитного резонанса (ЯМР): на
вещество находящееся в сильном магнитном
поле воздействуют слабым переменным
радиочастотным магнитным полем. Под
влиянием переменного магнитного поля
определенной частоты (резонансной)
нуклоны в ядре осуществляют переходы
с одного энергетического уровня на
другой. При этом происходит резкое
поглощение излучения. Зная величину
магнитного поля и резонансную частоту,
можно определить магнитный момент
ядра. ЯМР интенсивно используется в
медицине для диагностики с помощью
магниторезонансной томографии (МРТ).