电子自旋共振实验报告(4)

中国地质大学(武汉)数理学院,电子自旋共振实验报告

过实验精确测定g的数值可以判断电子运动状态的影响，从而有助于了解原子的结构。

通常原子磁矩的单位用波尔磁子 B表示，这样原子中的电子的磁矩可以写成

j g

式中 称为旋磁比 -g

B

Pj Pj

B

。

由量子力学可知，在外磁场中角动量Pj和磁矩 j在空间的取向是量子化的。在外磁场方向（Z轴）的投影

Pz m ， z m

式中m为磁量子数，m j，j 1， ， j。

当原子磁矩不为零的顺磁物质置于恒定外磁场B0中时，其相互作用能也是不连续的，其相应的能量为

E jB0 m B0 mg BB0

不同磁量子数m所对应的状态上的电子具有不同的能量。各磁能及是等距分裂的，两相邻磁能级之间的能量差为

E g BB0 0 。

若在垂直于恒定外磁场B0方向上加一交变电磁场，其频率满足 E。当

0时，电子在相邻能级间就有跃迁。这种在交变磁场作用下，电子自旋磁矩

与外磁场相互作用所产生的能级间的共振吸收（和辐射）现象，称为电子自旋共振（ESR）。式 E即为共振条件，可以写成

g

B

B0或者f g

B

h

B0

对于样品DPPH来说，朗德因子参考值为g=2.0036，将 B、h和g值带入上式可得（这里取 B=5.78838263(52)×10-11MeV/T，h=4.1356692×10-21MeV·s）

f 2.8043B0

在此B0的单位为高斯（1Gs=10-4T），f的单位为兆赫兹（MHz），如果实验时

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