תהודה מגנטית גרעינית – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ בוט מוסיף: sq:Leximi i mendjes, bg:Ядрен магнитен резонанс |
מ ←הסבר על פי פיזיקה קלאסית: תיקונים קלים |
||
שורה 5:
==הסבר על פי פיזיקה קלאסית==
לגרעינים של אטומי כל היסודות יש מטען חשמלי, שמקורו במטען החשמלי של הפרוטונים שבגרעין. לחלק מן הגרעינים יש גם [[מומנט מגנטי]] - כלומר, הם מתנהגים כאילו יש בתוכם מעגל אינפיניטסימלי של זרם.<ref>כידוע, [[שדה מגנטי|שדות מגנטיים]] נוצרים אך ורק על ידי [[זרם חשמלי|זרמים חשמליים]].</ref> לקיומו של המומנט המגנטי יש שתי תוצאות:
תופעת ה-NMR קיימת בחומר שלגרעין שלו יש מומנט מגנטי. בהיעדר שדה מגנטי חיצוני, חומר כזה לא מראה שום תכונות מגנטיות (אין לו מגנטיזציה כוללת (bulk magnetization)), מאחר שהמומנטים המגנטיים מתאזנים הדדית (היות שהם מכוונים אקראית במרחב). אם מסמנים את המומנט המגנטי של גרעין מסוים כ <math>\mu_i</math> אז
שורה 16:
אם מאלצים מגנטיזציה <math>{\vec M}</math> בניצב לשדה המגנטי (המסומן ב <math>{\vec B_0}</math>), ניתן להוכיח מחוק שימור התנע הזוויתי כי המגנטיזציה <math>{\vec M}</math> תסתובב מסביב ל <math>{\vec B_0}</math>. במקרה זה, תדר הסיבוב של המגנטיזציה (המסומן ב <math>\nu</math>) הינו פונקציה לינארית של עוצמת השדה המגנטי החיצוני וערכו הוא:
<math>\nu=\frac{\gamma}{2\pi}\cdot B_0</math>
המספר <math>\frac{\gamma}{2\pi}</math> נקרא ''היחס הג'ירומגנטי'' (gyromagnetic ratio) והוא שונה מיסוד ליסוד. עבור מימן <math>\frac{\gamma}{2\pi}=4257</math> הרץ ל[[גאוס (יחידת מידה)|גאוס]]. תדר זה נקרא [[תדר לרמור]] והסיבוב נקרא [[נקיפה]] חופשית. מהנ"ל אפשר להסיק שעבור מימן (מים או שומן) שנמצא בשדה מגנטי של 0.5 [[טסלה]]<ref>שדות מגנטיים נמדדים ביחידות של [[גאוס (יחידת מידה)|גאוס]] או [[טסלה]]. [[טסלה]] אחד שווה ל-10,000 [[גאוס (יחידת מידה)|גאוס]].</ref> תדר לרמור הוא 21.285 מגהרץ.<ref>הרץ=סיבוב לשנייה. מגהרץ=מיליון סיבובים לשנייה.</ref>
כיצד מגיעים למצב שהמגנטיזציה <math>{\vec M}</math> ניצבת ל <math>{\vec B_0}</math> אם מטבעה המגנטיזציה <math>{\vec M}</math> מקבילה <math>{\vec B_0}</math>? כאן נכנס האלמנט השני של ה-NMR, והוא פולס ה-RF. ניתן להוכיח שבנוכחות שדה מגנטי נוסף (שמסומן <math>{\vec B_1}</math>) שכיוונו מסתובב מסביב לכיוון <math>{\vec B_0}</math> בתדר לרמור, אזי המגנטיזציה <math>{\vec M}</math> (שהייתה בהתחלה מקבילה ל <math>{\vec B_0}</math>) תתחיל לנטות מהכיוון של <math>{\vec B_0}</math> בקצב קבוע. פולס של <math>90^0</math> הוא שדה <math>{\vec B_1}</math> שעוצמתו/משכו גורמים ל <math>{\vec M}</math> לנטות ב <math>90^0</math> מכיוון <math>{\vec B_0}</math>. כלומר, להיות ניצב ל-<math>{\vec B_0}</math>. אחרי סיום הפולס (כשאין עוד שדה <math>{\vec B_1}</math>) אז המגנטיזציה <math>{\vec M}</math> ממשיכה לבצע נקיפה חופשית בתדר לרמור. פעולה זאת של <math>{\vec B_1}</math> פועלת אך ורק אם תדר הסיבוב של <math>{\vec B_1}</math> שווה לתדר לרמור. כלומר, זוהי תופעה של [[תהודה]] (resonance). בשדה מגנטי של 1.5 [[טסלה]] שימוש במשוואת לרמור מראה שהתדר שווה ל 63.855 מגהרץ. תדר זה נמצא בתחום [[גלי רדיו|גלי הרדיו]], ולכן השדה המשודר נקרא ''פולס RF''.
| |||