(
如果对磁场强度的扫描速度很慢,也就是使它慢慢扫过共振点,这就是所谓的慢通过情况。这种情况非常接近于稳定情况。也就是说;这时
、
、
也是基本上不变的,它们的导数虽然不完全等于零,但在第一级近似中仍然可以认为它们等于零,即满足公式(
(
图3.0-4
根据上式画出、
的图形,如图3.0-5所示。因为
分量与旋转磁场B1的方向相同,它与B1的比值相当于动态复数磁化率
的实部
;而
分量与旋转磁场
总保持
位相差,它们之间的比值相当于动态复数磁化率的虚部
,所以分别把
和
称为色散信号和吸收信号。
从式(的表达式可以看出,当共振时(
),得到吸收信号峰值(取绝对值)
(
令,当
,则
与
成正比,适当增大
则信号增强。当
图3.0-5
,即
时,
有极大值
(
这时观察到信号最强。当,即
达极大值后,再继续增大
,则信号减弱。当
,则
,此时称为饱和。从
强弱有关,而且与弛豫时间
长短有关,
和
越小(即弛豫越强),越不易饱和;
和
越长(即弛豫越弱),越容易饱和。做核磁共振实验,在样品中渗入少量顺磁离子,如FeCl2或CuSO4溶液等,就是为了加强核磁弛豫,以使自旋系统不易饱和。
二、微波基本知识
微波一般指波长从
由于微波的特点,传统的低频电路的概念、方法已不适用。由于频率很高,趋肤效应、辐射损耗相当严重而不能采用集中参数元件,需要采用分布元件参数,如波导、谐振腔、测量线等。微波测量量通常为波长、频率、功率、驻波比等。根据不同需要,微波信号的产生可以采用反射式速调管振荡器、磁控管振荡器或微波半导体振荡器件。下面仅就实验中涉及到的有关知识作一扼要介绍.
(一)、微波的波导传输
1 波导管中的TE10波型
引导微波传播的空心金属管称为波导管。理论分析证明:电磁波在波导管内有限空间传播的情况与在自由空间传播的情况不同。在波导管内不能传播横电磁波(即TEM波)。 波导管内所传播的电磁波必定存在着电磁场的轴向(即传播方向)分量。通常将在波的传播方向上有磁场分量没有电场分量的波型,称为横电波或磁波,用TE或H表示.而将在波的传播方向上有电场分量没有磁场分量的波型,称为横磁波或电波,用TM或E表示.波导中波型的场结构是分析和研究波导中各种问题及设计波导元件的基础和出发点,必须清楚了解。
下面以实验中最常使用的标准矩形波导管中的TE10。波为例,具体分析这种波型的场结构。
设导管横截面为(图3.0-6),其管壁为理想导体,则由麦克斯威方程组和边界条件可推导出沿Z方向传播的TE10波的各个分量为
(
其立体分布图形如图3.0-7所示。式中为输入管内电磁波的角频率,
,
、
分别为充入管内介质(一般为空气)的磁导率和介电常数,
为相位常数,
为波导波长。
;
(
,称为波导截止波长,
为自由空间波长。
图3.0-6