实验报告之核磁共振二

近代物理实验报告（三）————核磁共振二微波电子自旋共振实验小组： 实验班级:指导老日期：2011-11-20实验目的：通过本实验掌握核磁共振技术在微波电子自旋共振的应用；熟练掌握实验所用仪器设备并了解各部分仪器的原理；观察电子自旋共振（ESR）现象，学习用微波频段检测ESR信号的方法；二、实验原理：物质是由原子和原子核组成，原子核外分布着大量电子，核磁共振技术正是研究电子的磁场和电场之间产生的共振。该实验的核心是研究微波顺磁共振，它的目的是通过电子的自转研究电子能级之间的关系。所涉及的具体实验原理见下图：图14图14 微波ESR实验装置方框图41魔T微波源微波源频率调节隔离器可变衰减器波长表单螺调配器匹配负载隔离器检波器接示波器Y轴谐振腔样品电磁铁23NS扫场线圈接ESR实验仪如上图所示，微波源通过管道输入到装置中，经过微波源频率调节器产生可调适量微波，通过隔离器后使微波仅能正向通过。由于实验所需微波功率不太大，所以本实验通过可变衰减器来调节输入装置中微波的功率。如右图所示，是一个球形共振腔，它的作用是使会话装置中的微波产生共振，进而误差微波的功率，还可以通过共振来测出微波的频率。测出频率后，通过岔路器将处理后的微波分为两路，一路经过样品，另一路向反方向移动后，在分路点汇合，两波在此地产生驻波，当产生驻波时，我们会观察到示波器上有明显的波腹和波节出现。我们所要的就是产生波节的位置。此时，样品在电磁体磁场的作用下，能级发生分裂，经过探测仪器探测两能级之间的能量差（由电子自转产生）此时便观察到微波顺磁共振现象。光电检测技术在本实验的应用：通过两个频率相近的波产生的共振现象，由示波器测量它们的频率;通过对样品所加强大的磁场，使样品中电子能级分裂，通过仪器检测能级差。实验过程、现象、数据：NO.1实验过程：打开微波产生器，先预热30分钟，产生足量微波；通过查表，观察微波调节器各刻度所对应的微波值，调节该装置使产生适当微波功率；通过ESR仪器上的扫场检波的数值来调节微波的功率，并由示波器测得微波产生共振时的频率，并作好记录。调节分路口向内一侧的微波所传播的距离，使分路口上两路微波在中心处尽可能产生驻波，可在示波器上观察所产生驻波的波节位置的数值大小。NO、2实验现象及数据：无实验现象分析实验操作、现象、数据以及自己的结论：No1、对实验操作的分析：这个实验由于实验时间比较短，加上仪器比较难调，所以我们没有做出理想的实验现象，但是我们对于整个实验的基本操作有所了解。对于实验原理我们略懂。简单分析如下：第一：该实验装置的目的产生微波核磁顺磁共振现象；第二：由球形共振腔使微波产生共振现象，进而间接测出微波频率后调节分路器所产生在两路微波的强度。两路微波在中心汇合后，如果调节适当会产生驻波现象，此时，当其中一路微波与样品接触后会发生共振现象，发生共振后在磁场的作用下，使得样品发生能级分裂，进而通过ESR器测出两能级间的能级差。No2、对实验现象的分析：由于我没有做出实验现象所以无分析No3、对实验数据的分析：由于我没有做出实验数据所以无分析No4、我的结论：通过本实验，虽然我没有得到任何实验现象和数据，但是我对于实验的基本操作和基本思想有了一定的了解。比如通过两个频率相近的波产生的共振现象，