Ядерный магнитный резонанс
Входы: состав.
Выходы: спектр.
Графическая иллюстрация:
Рис. 2.72. Резонансное поглощение электромагнитной энергии веществом
Сущность:
ЯМР - это резонансное поглощение электромагнитной энергии веществом, обусловленное переориентацией магнитных моментов атомных ядер. Наблюдается в сильном постоянном магнитном поле H0, на которое накладывается слабое переменное магнитное поле H H0 (рис.2.72). Резонансный характер явления определяется свойствами ядер, обладающих магнитным моментом.
Математическое описание:
Магнитный момент ядра:
= I.
Здесь I — спин ядра, — Планка постоянная.
Частота, на которой наблюдается ЯМР:
0 = H0.
Применение.
В основе применения ЯМР лежит зависимость спектра вещества от его состава и внутренних свойств.
На применении ЯМР основан принцип работы приборов для стабилизации и точнейших измерений магнитных полей, а также для анализа смесей по их изотопному составу. Сильный сигнал ЯМР наблюдается в присутствии ядер изотопа C13 , что предопределило применение ЯМР и его разновидности - ядер изотопа квадрапульного резонанса - в химии углеводородов, особенно природных (нефть). ЯМР — один из методов радиоспектроскопии.
А.с. № 550 669. Способ измерения проницаемости пористых материалов, основанный на явлении ограниченной самодиффузии молекул жидкости, включающий ядерно - магнитные резонансные измерения с импульсным градиентом магнитного поля, причем интервал времени между импульсами градиента устанавливают больше, чем время, необходимое для диффузии молекул на расстоянии, равное размеру пор в образце, измеряют сигнал этого образца, отличается тем, что с целью получения достоверного значения проницаемости увеличивают интервал времени между импульсами градиента при фиксированной их амплитуде, повторяют измерение амплитуды сигнала эха и по зависимости амплитуды эха от интервала между импульсами градиента судят о проницаемости.
А.с. 256340: Способ определения ферромагнитных примесей в диэлектрической среде, например в кристаллах синтетических алмазов, методом ферромагнитного резонанса, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения, испытуемый образец нагревают, и по температуре исчезновения линий ферромагнитного резонансного поглощения судят о типе примесей. А.с. 344275: Способ измерения расхода жидкостей, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, измеряют скорость затухания сигнала ЯМР при движении жидкости в неоднородном магнитном поле и по ней судят о расходе.
Разное
К данной группе относятся ФТЭ, не вошедшие в вышеперечисленные группы.
. Фотофорез
Входы: световой поток.
Выходы :движение частиц.
Графическая иллюстрация:
Рис. 2.73. Фотофорез
Сущность:
Если аэрозоль осветить интенсивным направлением пучком света (рис.2.73), то аэрозольные частицы начинают совершать упорядоченное движение, причем некоторые из них в направлении распространения света (положительный фотофорез), а другие - навстречу ему (отрицательный фотофорез). Наиболее сильно фотофорез проявляется на окрашенных частицах. Тип фотофореза зависит от цвета и от ее размера.
В основе явления лежит совместное действие на частицу светового давления и термофоретических сил. Преобладание одного из этих факторов определяет тип фотофореза. Так, для мелких частиц основным фактором является световое давление, оно и обусловливает в данном случае положительный фотофорез.
Интенсивное явления обнаружено в аэрозолях селеновой и железной пыли. В этих системах под влиянием светового потока аэрозольные частицы начинают двигаться в направлении перпендикулярном направлению распространения света.
Математическое описание:
U = B/(6phr), , где
U- скорость движения;
В – коэффициент сопротивления среды движению частиц (коэффициент трения);
h – вязкость среды;
r – размер (радиус) частиц;
p – коэффициент формы сферических частиц.
Это уравнение не всегда пригодно - обычно только для дисперсий с частицами радиусом более 10-6 м. При разрежении уравнение будет справедливым для больших частиц.
Применение: Наиболее часто применяется в медицине и косметологии, а также в проектировании двигателей для космических летательных аппаратов.