Задания

В работе необходимо измерить резонансную частоту и соответствующее значение магнитной индукции, при которой возникает резонанс, для двух веществ: медного купороса CuSO₄ в кристаллическом состоянии и дифенилпикрилгидразила (ДФПГ), молекулы которого имеют незаполненную химическую связь, т.е. являются свободными радикалами. Молекула этого соединения представляет собой один из наиболее устойчивых свободных радикалов, поэтому ДФПГ используется как стандарт при измерениях электронного парамагнитного резонанса.

1. Ознакомиться с установкой. Включить источник питания (PK-5М), генератор сигналов Г4-83 и осциллограф. Поместить образец CuSO₄ в резонатор.

2. Убрать постоянную составляющую магнитного поля, установив переключатель «/~» на передней панели осциллографа в положение «~». Установить минимальную чувствительность осциллографа по осиY. Для этого ручкой ступенчатой регулировки чувствительности «В/дел» выбрать усиление равным 1 В/см. Ручку плавной регулировки чувствительности поставить в крайнее левое положение. Ручкой «» вывести горизонтальную прямую на середину экрана осциллографа.

3. Добавить постоянную составляющую магнитного поля, поставив переключатель «/~» в положение «». Вращая ручку генератора сигналов Г4-83, найти частоту, при которой наступает резонанс. При резонансе горизонтальная прямая смещается от середины экрана на максимальное расстояние.

4. Вновь убрать постоянную составляющую магнитного поля, поставив переключатель «/~» в положение «~». Ручкой ступенчатой регулировки «В/дел» вывести чувствительность осциллографа по осиY на максимум, выбрав усиление равным 2 мВ/см. С помощью ручки источника питания установить такое значение тока через электромагнит, при котором расстояния по горизонтали между двумя последовательными сигналами поглощения будут одинаковыми (см. рис. 15.4). Записать это значение в лабораторный журнал. По градуировочному графику, находящемуся на рабочем столе, определить соответствующую величину магнитной индукции и записать ее.

5. Для изучения анизотропии g-фактора снять зависимость магнитной индукции, при которой наступает резонанс B_рез, от угла поворота образца  в резонаторе. Провести порядка десяти измерений в интервале углов от 0 до . Угол отсчитывается по шкале на измерительном резонаторе. Для каждого значения угла поворота измерение B_рез проводить аналогично пп. 2 – 4. Результаты занести в табл. 15.1.

Таблица 15.1

, град
, МГц
I, А
Bрез, Тл
g
E, эВ

6. Проделать измерения, аналогичные пп. 1 – 5, для образца ДФПГ. Данные занести в таблицу, аналогичную табл. 15.1.

7. Используя значения магнитной индукции, полученные в пп. 5 – 6, по формуле (15.5) рассчитать g-фактор обоих образцов при всех углах . Построить график зависимости фактора Ланде для обоих образцов от угла поворота образца в резонаторе. Сделать заключение об анизотропии g-фактора. По формуле (15.2) рассчитать величину расщепления подуровней энергии E в обоих образцах и выразить ее в электронвольтах.