Таким чином метод епр дозволяє отримувати такі результати:

(1) резонансну частоту або резонансну напруженість магнітного поля , які дають змогу визначати величину гіромагнітного фактора , бо згідно (16.36) ;

(2) площу під контуром резонансної лінії поглинання, що дозволяє визначити кількість парамагнітних центрів, здатних поглинати електромагнітні хвилі ( );

(3) напівширину резонансної лінії поглинання, яка визначає середній час життя в збудженому стані або коефіцієнт дисипації енергії.

ЕПР застосовують для досліджень:

• парамагнітних домішок;

• імплантованих іонів;

• розірваних ковалентних зв’язків;

• вільних радикалів у хімічних сполуках;

• визначення точних значень гіромагнітного фактора g_j.

Отже, з ЕПР зв'язаний прогрес у таких областях науки, як фізика магнітних явищ, фізика твердого тіла і, зокрема, фізика напівпровідників, квантова радіофізика, фізика рідин, неорганічна хімія, біологія, медицина. Серед його застосував – квантові парамагнітні підсилювачі, за допомогою яких здійснюється ще й далекий космічний зв'язок.

16.6.2. Надтонка структура ліній епр

Атомні ядра також мають магнітні моменти, які взаємодіють з орбітальним моментом і зовнішнім магнітним полем. Взаємодія сумарного моменту електрона в атомі з магнітним моментом його ядра спричиняє появу надтонкої структури атомним спектрів. Приклади надтонкої структури спектральних термів та спектральних ліній атомів і водню раніше розглядались за допомогою векторної моделі у 9 та 10 главах відповідно, де використовувався сумарний вектор кутового моменту кількості руху електрона і ядра , який визначався квантовим числом . Зовнішнє магнітне поле взаємодіє як з електронним, так і ядерним магнітними моментами, що повинно призводити до відповідного розщеплення термів. Енергія взаємодії полів Е, які використовуються у дослідженнях ЕПР, з магнітними моментами електрона і ядра більші за енергію їх взаємної взаємодії. Внаслідок цього квантове число втрачає свій сенс й тому

слід розглядати зеєманівське розщеплення термів, на яке додатково буде накладатись енергія взаємодії магнітного моменту ядра з полем .

Рис.16.10. Схема розщеплення терму

У магнітному полі з урахуванням ядерного спіну.

Розглянемо для прикладу розщеплення терму атому водню, у якого квантове число ядерного спіну становить а магнітне - . На рис.16.10 пунктиром наведено зеєманівське розщеплення терму на два рівні з квантовими числами електронного спіну . До них потрібно додати або відняти - енергію взаємодії ядерного магнітного моменту (спіну протона) з магнітним полем , де - магнітне квантове число ядерного спіну може мати два значення . Отже утворюються чотири розщеплених термів, що визначаються квантовими числами і . У сильних полях мають місце такі правила відбору для електронних переходів: і . Застосування цих правил відбору пояснють появу двох спектральних ліній ЕПР, як це наведено на рис.16.11 й дійсно спостерігається експериментально. Величина над тонкого розщеплення рівна:

. (16.37)

У більш складних атомів, у яких , виникає більш складна картина розщеплення термів у магнітному полі .