КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
"УТВЕРЖДАЮ"
Проректор В.С.Бухмин
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Физические основы и техника магнитного резонанса
Цикл ДС
ГСЭ - общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины; ЕН - общие
математические и естественнонаучные дисциплины; ОПД - общепрофессиональные дисциплины; ДС - дисциплины специализации; ФТД - факультативы.
Специальность: 010701 – общая физика Принята на заседании кафедры химической физики (протокол № от 2009г.) Заведующий кафедрой (К.М. Салихов) Утверждена Учебно-методической комиссией физического факультета КГУ (протокол №_ от ""200 г.) Председатель комиссии Рабочая программа дисциплины " Физические основы и техника магнитного резонанса " Предназначена для студентов 3-го курса, по специальности: 010701 – общая физика АВТОР: Аухадеев Ф.Л., Салихов К.М.
КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ:
1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины" Физические основы и техника магнитного резонанса " Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны:• знать основы методов и техники магнитного резонанса и иметь представления о релаксационных процессах;
• иметь представление о процессах релаксации парамагнитных систем и их временах;
• понимать происхождение и форму спектров магнитного резонанса:
ЯМР, ЯКР, ФМР, АФМР, ЭПР.
• знать блок-схемы спектрометров магнитного резонанса различного назначения;
• уметь получать спектральные и релаксационные характеристики магнитных систем;
• представлять возможности методических приемов получения информации о свойствах вещества.
2. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах) Форма обучения: очная Количество семестров Форма контроля: 2 семестр – экзамен № Количество часов Виды учебных занятий п/п 1 семестр2 семестр 1. Всего часов по дисциплине 2. Самостоятельная работа 3. Аудиторных занятий в том числе: лекций семинарских занятий лабораторно-практических занятий Содержание дисциплины
ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ
ПРОГРАММЫ
Индекс Наименование дисциплины и ее основные разделы Всего часов ДС.05 Физические основы и техника магнитного резонанса. Явление магнитного резонанса. Описание с помощью уравнения Блоха. Структура аппаратуры магнитного резонанса. Блок-схемы спектрометров магнитного резонанса. Импульсные методы в магнитном резонансе. Системы поддержания резонансных условий. Спектры ЯМР высокогоСОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Название темы и ее содержание (классический подход). Намагниченность, восприимчивость, понятие о релаксации.решения. Методы наблюдения сигналов магнитного резонанса. Блок-схема стационарного спектрометра.
резонансе (уравнения Блоха). Спиновое эхо. Импульсные методы изучения спиновых систем. Измерение времен релаксации и коэффициента диффузии.
Блок-схема импульсного спектрометра с Фурье – преобразованием.
резонанса. Разновидности магнитного резонанса. Основные параметры спектрометров магнитного резонанса.
Возможности применения.
магнитного резонанса во вращающейся системе координат. Синхронное и квадратурное детектирование. Накопление сигнала: принципы, методы, возможности, проблемы и ограничения.
Взаимодействия, определяющие форму линии. Высокое разрешение ЯМР.
Возможности реализации.
резонансных условий. Различные системы стабилизации.
схема спектрометра ядерного квадрупольного резонанса наблюдения).
резонанса.
разрешения.
Химический обмен.
14. Акустический парамагнитный резонанс. 3 Блок-схема спектрометра.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Альтшулер, С.А. Электронный парамагнитный резонанс / С.А.Альтшулер, Б.М. Козырев. - М.: Наука, 1972.
2. Абрагам, А. Ядерный магнетизм / А. Абрагам. - М., ИЛ, 1963.
3. Попл, Шнейдер, Бернштейн. Спектры ЯМР высокого разрешения.
4. Сликтер. Основы теории магнитного резонанса. 1967, М., ИЛ.
5. Хаберлен У., Меринг М., ЯМР высокого разрешения в твердых телах, 1980,М., Мир.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Лундин А.Г. Федин Э. И. ЯМР. Основы и применения, 1980, Наука.2. Бакс Э. Двухмерный ЯМР в жидкостях. 1989, М., ИЛ.
Физические основы и техника магнитного резонанса
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Уравнения Блоха (физические основы, границы применимости).2. Решение уравнений Блоха (медленное прохождение).
3. Статическая восприимчивость. Намагниченность. Релаксация (природа).
Явление насыщения. Способы наблюдения. Проявления насыщения.
Спиновая температура.
Переходные процессы в магнитном резонансе.
Векторная модель спинового эха Хана.
Аналитическое рассмотрение спинового эха. Самодиффузия.
Многоимпульсные методы в ЯМР.
ЯМР в жидкости. Физические взаимодействия, определяющие вид спектра. Эквивалентность ядер.
Анализ простых спектров ЯМР в жидкостях (примеры).
10.
Электронный парамагнитный резонанс (физические основы).
11.
ЯМР в твердых телах. Диполь-дипольное взаимодействие.
12.
Двухспиновая система (спектр).
Магнитная релаксация ядер. Физические основы, локальное поле.
13.
Связь 1/Т1 с вероятностью перехода.
Дипольный механизм релаксации. Скорости продольной и 14.
поперечной релаксации. Информативность.
Квадрупольная релаксация. Релаксация с участием парамагнитных 15.
атомов (ионов). Зависимость от температуры, частоты, поля.
Анализ спектра ЭПР с СТВ.
16.
Двойной электронно-ядерный резонанс. Эффект Оверхаузера.
17.
Наблюдение.
18. Блок-схема импульсного ЯМР-спектрометра. Основные Блок-схема стационарного ЯМР-спектрометра. Параметры.
Синхронное (фазовое) детектирование. Достоинства, параметры, реализация в ЯМР, в ЭПР. Квадратурное детектирование.
Блок-схема стационарного ЭПР-спектрометра. Параметры.
Блок-схема импульсного ЭПР-спектрометра. Параметры, достоинства, возможности.
Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) спектрометра ЭПР.
Принцип организации.
Получение, стабилизация, измерение магнитных полей.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
6. Альтшулер, С.А. Электронный парамагнитный резонанс / С.А.Альтшулер, Б.М. Козырев. - М.: Наука, 1972.
Абрагам, А. Ядерный магнетизм / А. Абрагам. - М., ИЛ, 1963.
Попл, Шнейдер, Бернштейн. Спектры ЯМР высокого разрешения.
Сликтер. Основы теории магнитного резонанса. 1967, М., ИЛ.
Хаберлен У., Меринг М., ЯМР высокого разрешения в твердых
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
3. Лундин А.Г. Федин Э. И. ЯМР. Основы и применения, 1980, Наука.4. Бакс Э. Двухмерный ЯМР в жидкостях. 1989, М., ИЛ.