МИНОБРНАУКИ РОССИИ
«Челябинский государственный университет»
(ФГБОУ ВО «ЧелГУ»)
Физический факультет
Кафедра радиофизики и электроники
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ТЕМА: ЯДЕРНАЯ МАГНИТНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В КАУЧУКАХ
Выполнил: Агеев А.А.
Группа: ФФ-404
Принял: Артамонов И.В.
Челябинск
2026
Цель работы: Ознакомление с теорией ядерной магнитной релаксации при наличии движений ядерных спинов, описываемых одним временем корреляции и спектром времен корреляции. Проведение эксперимента по измерению параметров ЯМР-релаксации в каучуках. Определение энергии активации сегментального движения молекул натурального каучука.
Приборы и принадлежности: импульсный спектрометр ЯМР, ампула с образцом натурального каучука.
Общие сведения
Для описания положения и движения магнитных моментов двух ядер (спинов), связанных диполь-дипольным взаимодействием, принято вводить функции сферических гармоник.
где r — расстояние между ядрами, θ — полярный, а φ — азимутальный углы, определяющие ориентацию межъядерного вектора в сферической системе координат, осью которой служит направление внешнего магнитного поля.
Основные формулы:
При наличии экспоненциальной функции корреляции K0(τ) форма спада поперечной намагниченности A(t) имеет вид:
Условие
при
t >> τc
преобразует соотношение в экспоненциальную
форму:
У
словие
при t >> τc
преобразует соотношение в экспоненциальную
форму:
1) ,
2) График
Таблица 1 – Зависимость A(t) для последовательности Хана 90--180 при различных температурах в образцах натурального каучука
T=296 K |
T=313 K |
T=323 K |
||||
t, мс |
A(t) |
t, мс |
A(t) |
t, мс |
A(t) |
|
0 |
25,67 |
0 |
24,62 |
0 |
23,98 |
|
0,10 |
24,98 |
0,1 |
24,26 |
0,2 |
23,51 |
|
0,12 |
24,84 |
0,12 |
24,07 |
0,25 |
23,71 |
|
0,15 |
24,73 |
0,15 |
24,06 |
0,30 |
23,39 |
|
0,18 |
24,45 |
0,19 |
23,85 |
0,37 |
23,11 |
|
0,22 |
24,15 |
0,24 |
23,59 |
0,46 |
22,43 |
|
0,26 |
23,68 |
0,29 |
23,27 |
0,56 |
21,92 |
|
0,32 |
23,21 |
0,37 |
22,63 |
0,69 |
20,71 |
|
0,39 |
22,44 |
0,45 |
21,98 |
0,85 |
19,48 |
|
0,47 |
21,47 |
0,56 |
21,04 |
1,04 |
18,44 |
|
0,57 |
20,13 |
0,70 |
19,67 |
1,28 |
16,19 |
|
0,69 |
18,66 |
0,87 |
18,02 |
1,57 |
14,02 |
|
0,84 |
16,76 |
1,07 |
15,91 |
1,92 |
11,91 |
|
1,02 |
14,30 |
1,33 |
13,40 |
2,36 |
9,96 |
|
1,24 |
11,64 |
1,65 |
10,80 |
2,90 |
7,56 |
|
1,50 |
8,81 |
2,05 |
8,17 |
3,57 |
5,50 |
|
1,82 |
6,17 |
2,54 |
5,86 |
4,38 |
3,61 |
|
2,22 |
3,96 |
3,15 |
3,78 |
5,39 |
2,17 |
|
2,69 |
2,31 |
3,91 |
2,12 |
6,62 |
1,23 |
|
3,27 |
1,07 |
4,85 |
1,19 |
8,13 |
0,89 |
|
3,97 |
0,60 |
6,02 |
0,58 |
9,99 |
0,69 |
|
Таблица
2 – Зависимость A(t)
для последовательности
|
|||||
T = 23,8°C |
T = 34°C |
T = 44°C |
|||
τ, мкс |
Т2эфф, мс |
τ, мкс |
Т2эфф, мс |
τ, мкс |
Т2эфф, мс |
30 |
1,81 |
30 |
2,45 |
30 |
3,21 |
40 |
1,76 |
40 |
2,39 |
40 |
3,13 |
50 |
1,71 |
50 |
2,33 |
50 |
3,05 |
60 |
1,67 |
60 |
2,27 |
60 |
2,98 |
80 |
1,59 |
80 |
2,16 |
80 |
2,84 |
100 |
1,52 |
100 |
2,07 |
100 |
2,71 |
150 |
1,39 |
150 |
1,89 |
150 |
2,48 |
200 |
1,28 |
200 |
1,75 |
200 |
2,29 |
300 |
1,14 |
300 |
1,55 |
300 |
2,03 |
при различных температурах в образцах
натурального каучука