химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

т менее информативна и практически не используется.

В последнее время значение ИК-спектроскопии в физике белков заметно уменьшилось. Для определения вторичной структуры другие методы (прежде всего КД) оказываются более эффек

Внесем частицу с магнитным моментом ц, в постоянное магнитное поле напряженностью #„. Магнитный момент будет пре-цессировать вокруг направления поля (рис. 5.24, а) с частотой, пропорциональной #„ (ср. (5.46)):

О'

(5.56)

а

Рис. 5.24. Схема парамагнитного резонанса: классическая (а) и квантовоме-ханическая (б) модели

где р— механический момент количества движения частицы (например, спин электрона). Подвергнем прецессирующую частицу действию слабого переменного поля Ни направленного перпендикулярно Н0. Линейно поляризованное поле Hi можно разложить на две круговых компоненты (с. 148). Одна из этих компонент совпадает по направлению с прецессией. Если частота колебаний Hi совпадает с оэ0, то возникает резонанс, сильное поглощение волны Hlt Это явление было открыто в 1945 г* Завойским.

Таково элементарное классическое описание эффекта. Квантовая механика показывает, что уровни энергии частицы, обладающей магнитным моментом, расщепляются в магнитном поле. Начнем с ЯМР. Атомные ядра, у которых нечетно хотя бы одно из двух чисел — масса или порядковый номер,— имеют ядерный спин и, тем самым, ядерный магнитный момент. Ядерный спин равен нулю у 12С,

W и. 1. Д. jul tic PAOUN пу^UTU У N, i-J, VJ, Г И Г. Д.

Если У — ядерное спиновое число, то соответствующий магнитный момент равен [У (У + 1)]1/2,у7г, где "\Ь — — гиромагнитное отношение, g — фактор расщепления, а ц.0 — ядерный магнетон. В магнитном поле Н0 вследствие зеемановского расщепления (см. с. 159) возникает 2/ + 1 уровней с энергиями

Е = - ч%Н0т (т = У, У - 1, ..-У). (5.57).

Расстояние между соседними уровнями равно ^H0h. Для протона У = 72 и в поле #0 возникают два уровня, соответствующие параллельному и антипараллельному направлениям спина (рис. 5.24, б). Резонанс происходит при

ЙЙ)0 = \ЬН0 = g\\0H0, (5.58)

где

2т,

= 5,05-10~24 эрг/Гс,

(5.59)

е — заряд протона, тр — его масса. Фактор g для протона равен 5,58. Если Я0 = 10 ООО Гс, то резонансная частота для протонов равна 42,6 МГц, что соответствует диапазону метровых радиоволн.

При данной температуре Т число протонов на нижнем уровне несколько больше, чем на верхнем. Отношение населенностей верхнего и нижнего уровней в равновесии выражается фактором Больцмана (см. с. 160)

ехр (-W«Л = ехр (-g\i0H0/KT) да 1 - g\x0H0/KT. (5.60)

Экспонента заменяется двумя первыми членами разложения в ряд, так как gu0#O < кТ при Г = 300К и обычных значениях Н0. При #О = 104 Гс фактор Больцмана равен (1—14) ? 10_6.

При включении радиочастотного поля Hi происходят переходы с нижнего уровня на верхний (поглощение) и обратно (испускание). Если вероятности обоих процессов одинаковы, то должно возникнуть быстрое насыщение уровней — их населенности выравняются и поглощение прекратится. Это, однако, не наблюдается, так как ядерные спины способны отдавать свою энергию и без излучения. Происходит релаксационный процесс, непрерывно возвращающий систему спинов в равновесное состояние, которому отвечает распределение Больцмана. Он возникает вследствие взаимодействия ядерных спинов с решеткой, т. е. с другими ядрами, находящимися в состоянии теплового движения. При выключении поля Н{ выделяющаяся энергия превращается в тепловую энергию решетки. Изменение населенности уровней после выключения поля Ht описывается уравнением

An(t) = Дгс(0)ехр(-г/7\), (5.61)

где An(t)—избыток протонов в момент времени t на верхнем уровне по сравнению с равновесной населенностью, Ап(0)—то же в момент выключения пиля i = 0, 7\— время спин реигеточ ной релаксации. Время Т{ зависит от концентрации магнитных ядер в веществе, от подвижности молекул и от температуры. В кристаллах 7\ порядка минут, в газах и жидкостях порядка секунд и меньше. Присутствие парамагнитных примесей может сократить 7Т, до 10~4 с. Ширина спектральной линии ЯМР тем больше, чем меньше время жизни ядра на данном энергетическом уровне. Спин-решеточная релаксация вносит вклад в ширину линии порядка 7Y*.

Имеется и второй процесс — спин-спиновое взаимодействие магнитных ядер. На каждый спин действует кроме поля Я0 локальное поле, создаваемое соседними ядрами и равное

Ялок -^(3 cos2 0 - 1), (5.62)

где г — расстояние ядра до данной точки, 6 — угол между и, и г. Условие резонанса поэтому имеет вид

С00 = Ч № + #ЛОК) , (5.63)

а не (5.56), справедливый для изолированного спина. Порядок величины Няш — несколько гаусс. Спин-спиновое взаимодействие также дает вклад в ширину линии, как вследствие неоднородности поля, так и благодаря определяемому этим взаимодействием обмену энергией между протонами. Время спин-спиновой релаксации Тг в твердых телах много меньше Тх и ширина линии определяется только Т2. В невязких жидкостях Тг того же порядка, что и 71,, и ширина линии составляет доли герца.

Спектры Я MP жидкостей и

страница 64
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
вентилятор vl 60-35/31.4d
металлические ограждения из сварной сетки
стеллажи металлические для архива
vp 3m5т-11131-ав

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.10.2017)