电子自旋共振.pdf

電子自旋共振 一、目的:由Helmholtz coils 所產生的磁場B 與共振頻率f 之間的關 係，可計算出電子的自旋因數gs 。 二、儀器: 數 量 儀器 1 ESR control unit 1 ESR basic unit 1 (含導線B 1 共振迴路C 4 plug-in coil E.F.G 1 DEEP sample D) 2 Helmholtz coil 1 三用電表 1 示波器 2 電纜線 3 鞍型底座 三、裝置: 1 2 四、原理: 1.有機化合物DPPH(DIPHENYL-PICRYL-HYDRAZYL)是一個基 本的自由基，因其中一N 原子含有一未成對的電子，不具軌道角 動量(只有自旋角動量) ，因此這種化合物對以電子共振實驗來求 得其自旋g 因子是最適合的。 2.電子自旋可被認為是一旋轉的電荷，其運動形成環電流，此環 電流對外表現磁性，則此環電流所具有的磁矩為µ 。v s v v −eS g s −eh v g s ⋅µB v µ g S S ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ s s 2m c h 2m c h e e 其中µ 稱為Bohr’s magneton B 1 1 因自旋量子數S ，ms ± 2 2 1 ∴S m h ± h z s 2 g s ⋅µB 1 1 ∴µ ± ⋅ h ± g ⋅µ z s B h 2 2 當DPPH sample 在Helmholtz coil 所產生的均勻磁場中由電磁學 知，電子因自旋，在磁場中能量為， v 1 v δ E −µ B −µ B ± g ⋅µ ⋅B s z s B 2 1 所以電子之總能量為E E ± g ⋅µ ⋅B m 0 s B 2 (E0 是無磁場下的電子能量) 3.sample 在共振迴路中，會吸收共振場中的高頻能，當高頻能