Biofyzika

1.8.2 Magnetické vlastnosti jader

Jak již bylo zmíněno, mají nukleony vlastní magnetický moment, spin, jehož hodnota je 1/2 ћ. Proto jádra atomů, která obsahují lichý počet protonů, neutronů (licho-lichá jádra) nebo lichý počet nukleonů (jádra sudo-lichá), mají výsledný spin (daný vektorovým součtem spinů jednotlivých nukleonů) nenulový. Tato jádra mají též vlastní nenulový magnetický moment, neboť jak protony, tak neutrony, jsou systémy vytvářené elektricky nabitými kvarky a chovají se jako rotující magnety. 

Velikost magnetického momentu jádra μj je vyjadřována v jednotkách jaderného magnetonu definovanému jako eћ/2mp analogicky k Bohrovu magnetonu pro magnetický moment elektronu (eћ/2me), kde e je elementární náboj elektronu. Je zřejmé, že jaderný magneton je menší než Bohrův magneton v poměru hmotnosti elektronu a protonu me/mp, který činí 1/1836.
Nachází-li se jádro s určitým magnetickým momentem μ ve vnějším magnetickém poli určeném vektorem B magnetické indukce, pak je jeho potenciální energie určena skalárním součinem (μ, B) = μBcosθ, kde θ je úhel, který tyto vektory svírají. Kromě toho působí na toto jádro otáčivý moment určený vektorovým součinem [μxB]. Tomuto účinku klade odpor mechanický moment, neboť jádro se chová jako setrvačník. Výsledkem vzájemného působení magnetického momentu jádra a vnější magnetické indukce je precesní pohyb vektoru magnetického momentu kolem směru určeného vektorem vnější magnetické indukce. Magnetické vlastnosti jader jsou základem moderní diagnostické metody, nukleární magnetické rezonance.
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše