8.4. Порядок выполнения работы
1. Установить с помощью кодового переключателя тока на источнике питания одно из значений тока из диапазона (35 – 50) мА. Включить вилки осцил-лографа, частотомера, источника питания, измерителя индукции магнитного поля в сеть переменного тока напряжением 220 В. Тумблеры ВКЛ этих приборов установить в верхнее положение. Убедиться, что индикаторные лампочки этих приборов загорелись, а на экране осциллографа наблюдается горизонтально расположенная линия.
2. Произвести измерение индукции магнитного поля в зазоре электромагнита. Для этого провести следующие операции:
а) Установить ручку «усиление» на измерителе индукции магнитного поля таким образом, чтобы шумы на экране осциллографа не превышали одного деления масштабной сетки.
б) Медленно вращая ручку «частота», добиться появления на экране осцил-лографа сигнала ЯМР. Ручкой «фаза» добиться пересечения резонансных кривых. Ручкой «частота» совместить точку пересечения резонансных кривых с центром экрана и с помощью частотомера измерить частоту генерации прибора. По формуле 8.3 определить индукцию магнитного поля.
8.5. Задание
1. При подготовке к занятию, используя теорему о циркуляции напряженности магнитного поля по замкнутому кругу, покажите, что индукция поля в зазоре электромагнита
,
(8.4)
где N
– число витков обмотки электромагнита,
I
– сила тока,
– величина воздушного зазора.
2. Используя
приведенную выше формулу, рассчитайте
приближенные значения индукции магнитного
поля, учитывая, что N
= 35·103
витков,
=10,8
мм,
=
4
·10-7
,
для ряда значений тока от 35 мА
до 50 мА
с интервалом в 2 или 3 мА.
3. Произвести измерение индукции магнитного поля для значений тока, исполь-зованных при предварительных расчетах. Результаты расчета и измерений занести в таблицу. По полученным результатам построить графики.
4. Используя полученные результаты, сделать аргументированные выводы о возможности использования приближенной формулы для оценки значения индукции магнитного поля.
8.6. Контрольные вопросы
1. Запишите выражения механического и магнитного моментов импульса для протона и их проекций на направление поля .
2. Объясните, почему ядра водорода, находясь в магнитном поле при заданном значении индукции магнитного поля, характеризуются только двумя значе-ниями энергии. Запишите выражения этих энергий.
3. Объясните, в чем сущность ядерного магнитного резонанса.
4. Для какой цели изменяют индукцию магнитного поля с помощью модуля-ционной катушки в датчике?
5. Почему наблюдаются два сигнала ЯМР за время периода развертки?
6. Почему на установке невозможно обнаружить сигнал ЯМР, если неод-нородность магнитного поля превышает 0,05% на один сантиметр?
7. Магнитная цепь /сердечник магнита/ характеризуется в состоянии насыщения значением В = 2,12 Тл. Как, примерно, будут соответствовать результаты расчета по формуле 6.4 результатам эксперимента по мере изменения тока?
Библиографический список
Детлаф А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. М. : Высшая школа, 1999.
Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. : Высшая школа, 2000.
Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. М. : Наука, 1979.– Т. 3.
Учебное издание