Spin-mřížková a spin-spinová relaxace NMR jader - Oddělení ...
Spin-mřížková a spin-spinová relaxace NMR jader - Oddělení ...
Spin-mřížková a spin-spinová relaxace NMR jader - Oddělení ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Kapitola 2<br />
Teorie<br />
2.1 Princip <strong>jader</strong>né magnetické rezonance<br />
Z kvantové mechaniky je známo, že částice s daným magnetickým momentem, vložená do<br />
statického magnetického pole se může nacházet jen v diskrétních stacionárních stavech,<br />
charakterizovaných orientací vůči tomuto poli. Soubor těchto stavů se nazývá Zeemanův<br />
multiplet. Přidáním časově proměnného magnetického pole o vhodné frekvenci je možné<br />
indukovat přechody mezi stavy Zeemanova multipletu. Tento jev se nazývá magnetickou<br />
rezonancí.<br />
V následujícím textu budou vysvětleny základní principy metody magnetické rezonance a<br />
používané názvosloví, související s touto prací. Text této podkapitoly, stejně jako<br />
podkapitoly 2.2 vychází z publikace [4].<br />
2.1.1 Jaderný <strong>spin</strong> a <strong>jader</strong>ný magnetický moment<br />
Atomové jádro je charakterizováno především svojí hmotností a atomovým číslem. Další<br />
důležitou veličinou je vlastní moment hybnosti jádra I, nazývaný obvykle <strong>jader</strong>ný <strong>spin</strong>. Je<br />
dán vektorovým součtem orbitálních momentů a <strong>spin</strong>ů jednotlivých nukleonů. Na rozdíl od<br />
případu elektronu v atomovém obalu nelze se současnou znalostí struktury jádra tyto<br />
příspěvky spočítat a <strong>jader</strong>ný <strong>spin</strong> je nutno určovat experimentálně.<br />
Jaderný <strong>spin</strong> je podřízen kvantově mechanickým pravidlům pro moment hybnosti. Jeho<br />
velikost je určena hodnotou kvantového čísla I.<br />
|�| = ℏ ��(� + 1) (2.1.1)<br />
Kvantové číslo I může nabývat pouze polocelých hodnot 0, 1/2, 1, 3/2, 2...<br />
Hodnota z-ové složky momentu hybnosti je určena magnetickým kvantovým číslem mI.<br />
� � = ℏ� � (2.1.2)<br />
Magnetické kvantové číslo mI může nabývat pouze hodnot -I, -I+1, … , I-1, I. Celkem tedy<br />
může mít 2I+1 hodnot.<br />
Bylo experimentálně zjištěno, že jádra se sudým počtem neutronů i protonů (tzv. sudo-sudá<br />
jádra) mají nulový <strong>spin</strong>. Jádra s lichým hmotovým číslem mají <strong>spin</strong> poločíselný a některá<br />
licho-lichá jádra mají <strong>spin</strong> celočíselný.<br />
Často používaná v magnetické rezonanci jsou jádra 1 H a 13 C, obě se <strong>spin</strong>em I = 1/2.<br />
Celočíselný <strong>spin</strong> má například jádro deuteria (značeno 2 H, nebo D), pro které I = 1.<br />
S nenulovým <strong>spin</strong>em je svázaný nenulový magnetický dipólový moment. Magnetický<br />
dipólový momentu jádra µI a <strong>jader</strong>ný <strong>spin</strong> dává do souvislosti veličina, označovaná jako<br />
gyromagnetický poměr γ. Je konstantou, charakteristickou pro dané jádro v daném stavu a<br />
může nabývat kladných i záporných hodnot.<br />
3
Change language