전자스핀 공명 esr

목차

1. 실험 목적

2. 측정원리

3. 실험 장비

4. 실험의 예

5. 결과 분석

6. 참고문헌

본문내용

토크를 유발하지만 이 토크는 각운동량 벡터와 상호작용을 한다. 이와 같은 상호작용에 의해서 스핀 축(자기 모멘트 벡터)은 소위 라머 세차운동을 하여 자기장의 방향 주위로 원뿔 모양을 그리며 운동한다. 고전 전기역학에 따르면 라머 세차운동의 주파수(ωL：벡터 μ가 벡터 주위를 1초 동안에 회전하는 횟수)는 방향각(θ)에 무관하다. 그러나 양자역학에 의하면 단일입자의 방향각은 불연속적인 특정한 값만을 가질 수 있는데 이것은 입자의 각운동량이 어떤 기본적인 값의 정수배만을 갖기 때문이다. 이와 같은 이유로 자기장 내에서 회전하는 하전입자는 제한된 불연속적인 자기 에너지 상태를 갖는다.
그림1에서와 같이 자기공명장치에서 약한 진동자기장(H')은 일정한 세기의 강한 자기장(H)에 부가(附加)된다. 약한 진동 자기장의 벡터는 강한 자기장의 방향에 수직인 평면 위를 일정한 각속도(ω)로 회전한다. 만일 부가된 약한 자기장의 회전율(ω)이 세차운동을 하는 입자의 라머 진동수(ωL)와 다르면 회전하는 두 자기장의 위상(位相)이 서로 어긋나게 되며 입자의 축은 회전을 하는 동안 부가된 회전 자기장에 의해서 연속적으로 당기고 밀려져 조금 흔들리게 된다. 그러나 회전수가 일치될 경우는 입자의 축에 지속적인 힘이 작용할 것이다. 이와 같은 상황을 공명이라고 하며 입자의 방향각(자기 에너지 상태와 함께)이 갑자기 변한다. 계가 높은 에너지 상태가 되면 부가된 자기장에서 에너지가 나오고 낮은 에너지 상태가 되면 부가된 자기장으로 에너지가 흡수된다. 진동 자기장을 이용하여 공명을 일으키는 것을 때로 '공명의 구동'이라고도 한다.

키워드

전자스핀 공명,   자기장,   공명주파수