МАГНИ́ТНЫЙ РЕЗОНА́НС

МАГНИ́ТНЫЙ РЕЗОНА́НС, из­би­ра­тель­ное по­гло­ще­ние ве­ще­ст­вом элек­тро­маг­нит­ных волн оп­ре­де­лён­ной час­то­ты $ω$, обу­слов­лен­ное из­ме­не­ни­ем ори­ен­та­ции маг­нит­ных мо­мен­тов час­тиц ве­ще­ст­ва (элек­тро­нов, атом­ных ядер). Энер­ге­тич. уров­ни час­ти­цы, об­ла­даю­щей маг­нит­ным мо­мен­том $\bf μ$, во внеш­нем маг­нит­ном по­ле на­пря­жён­но­стью $\boldsymbol H$ рас­ще­п­ля­ют­ся на маг­нит­ные по­ду­ров­ни, ка­ж­до­му из ко­то­рых со­от­вет­ст­ву­ет оп­ре­де­лён­ная ори­ен­та­ция маг­нит­но­го мо­мен­та от­но­си­тель­но на­пра­в­ле­ния $\boldsymbol H$ (см. Зее­ма­на эф­фект). Элек­тро­маг­нит­ное по­ле ре­зо­нанс­ной час­то­ты $ω$ вы­зы­ва­ет кван­то­вые пе­ре­хо­ды ме­ж­ду маг­нит­ны­ми по­ду­ров­ня­ми. Ус­ло­вие ре­зо­нан­са: $Δ\mathscr {E} = \hbar ω$, где $Δ\mathscr E$ – раз­ность энер­гий ме­ж­ду маг­нит­ны­ми по­ду­ров­ня­ми. Ес­ли по­гло­ще­ние энер­гии осу­ще­ст­в­ля­ет­ся яд­ра­ми, то М. р. на­зы­ва­ет­ся ядер­ным маг­нит­ным ре­зо­нан­сом (ЯМР). М. р., обу­слов­лен­ный маг­нит­ны­ми мо­мен­та­ми не­спа­рен­ных элек­тро­нов в па­ра­маг­не­ти­ках, на­зы­ва­ет­ся элек­трон­ным па­ра­маг­нит­ным ре­зо­нан­сом (ЭПР). В маг­ни­то­упо­ря­до­чен­ных ве­ще­ст­вах элек­трон­ный М. р. на­зы­ва­ют со­от­вет­ст­вен­но фер­ро-, ан­ти­фер­ро- и фер­ри­маг­нит­ным (см. Фер­ро­маг­нит­ный ре­зо­нанс, Ан­ти­фер­ро­маг­нит­ный ре­зо­нанс, Фер­ри­маг­нит­ный ре­зо­нанс).

В обыч­но при­ме­няе­мых маг­нит­ных по­лях на­пря­жён­но­стью по­ряд­ка 10⁵–10⁶ А/м час­то­ты ЯМР по­па­да­ют в диа­па­зон ко­рот­ких ра­дио­волн (10⁶–10⁷ Гц), а ЭПР – в диа­па­зон СВЧ (10⁹–10¹⁰ Гц). М. р. мо­ж­но регистрировать ме­то­дом двой­но­го ре­зо­нан­са, по­зво­ляю­ще­го на­блю­дать влия­ние ре­зо­нанс­но­го воз­бу­ж­де­ния од­ной сис­темы на ре­зо­нанс­ные свой­ст­ва дру­гой (напр., элек­трон­ной и ядер­ной под­сис­тем в твёр­дом те­ле). Спек­тры М. р. чув­ст­ви­тель­ны к разл. внутр. по­лям в ве­ще­ст­ве, по­это­му М. р. при­ме­ня­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры твёр­дых тел и жид­ко­стей, атом­ной и мо­ле­ку­ляр­ной ди­на­ми­ки и т. п.