рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Магнито-резонансные явления, их применение в медицине

Магнито-резонансные явления, их применение в медицине - Лабораторная Работа, раздел Философия, Медицинская и биологическая физика 1. Расщепление Энергетических Уровней В Магнитном Поле. Эффект Зеемана. ...

1. Расщепление энергетических уровней в магнитном поле. Эффект Зеемана.

2. Резонансные методы исследования вещества.

3. Магнитный резонанс.

4. Электронный парамагнитный резонанс

5. Ядерный магнитный резонанс

6. Метод ЭПР в биологии и медицине

 

1.Так как макроскопические свойства магнетиков обусловлены их строением, рассмотрим магнитные характеристики электронов, ядер, атомов и молекул, а также поведение этих частиц в магнитном поле.

Условно будем считать, что электрон в атоме равномерно вращается вокруг ядра со скоростью по круговой орбите радиусом r. Такое движение аналогично круговому току и характеризуется магнитным моментом .

Сила тока, соответствующая движению электрона, который вращается с частотой , равна

(1)

Где e-заряд электрона

Так как , то

(2)

Так как магнитный момент контура с током P=IS, то

(3)

Момент импульса электрона (1-й постулат Бора)

.

Отношение магнитного момента частицы к ее моменту импульса называют магнито-механическим

(4)

Магнито-механическое отношение выражают через множитель Ланде g:

(5)

Электрон обладает также и собственным моментом импульса, который называется спином. Спину соответствует магнитный момент. Спиновое иагнито-механическое соотношение вдвое больше орбитального:

(6)

Соотношения (5) и (6) показывают, что между магнитным и механическим моментом существует вполне определенная «жесткая» связь, так как e и me –величины постоянные.

Рассмотрим атом, помещенный в магнитное поле. Его энергия определяется по формуле

(7)

Где E0-энергия атома в отсутствии магнитного поля

-магнетон Бора, g-множитель Ланде,

В-индукция магнитного поля,

mj-магнитное квантовое число.

Так как mj может принимать (2j+1) значений от +j до –j, то из (7) следует, что каждый энергетический уровень при помещении атома в магнитное поле расщепляется на 2j+1 подуровней. Это показано на рис. для j=1/2.

Расстояние между соседними подуровнями равно

(8)

Расщепление энергетических уровней приводит к расщеплению спектральных линий атомов, помещенных в магнитное поле. Это явление называют эффектом Зеемана.

Запишем (7) для двух подуровней Е1 и Е2, образованных при наложении магнитного поля:

, (9)

Е01 и Е02-энергии атома при отсутствии магнитного поля

Используя условие частот , (9) можно записать

(10)

Где -частота спектральной линии при отсутствии магнитного поля, -расщепление спектральной линии в магнитном поле.

Согласно правилам отбора для магнитного квантового числа Это соответствует трем возможным частотам:

, т.е. в магнитном поле спектральная линия расщепляется на триплет.

Примечание: в современной квантовой механике состояние движения электрона в атоме характеризуется 4 квантовыми числами.

Главное квантовое число n=1,…-определяет уровни энергии электрона

Орбитальное квантовое число l=0.1…n-1-характеризует момент импульса электрона Le относительно ядра:

Магнитное квантовое число mj=0.всего 2l+1 значений. Оно определяет проекции орбитального момента импульса на произвольное направление z:

Основное квантовое число ms принимает значения +1/2 и -1/2 и характеризует значение проекции спина :

2. Резонансные методы исследования вещества, обладая высокой информативностью и точностью, позволяют исследовать химический состав, симметрию, структуру, энергетический спектр вещества, электрические, спин-орбитальные, магнитные, сверхтонкие взаимодействия.

Слово «резонанс» в широком смысле означает возрастание отклика колебательной системы на периодическое внешнее воздействие при сближении частоты последнего с одной из частот собственных колебаний системы.

Несмотря на различную природу колебательных систем, которые способны резонировать, общая картина резонанса сохраняется: вблизи резонанса возрастают амплитуда колебаний и энергия, передаваемая колебательной системой извне.

Наиболее удобным и распространенным видом периодического внешнего воздействия является э/м излучение.

При квантовом описании колебательная система характеризуется набором разрешенных значений энергии (энергетическим спектром). Этот спектр для систем связанных частиц может носить дискретный характер. Переменное э/м поле частоты можно рассматривать как совокупность фотонов с энергией . При совпадении энергии фотона с разностью энергий каких-либо двух уровней наступает резонанс, т.е. резко возрастает число поглощаемых системой фотонов, вызывающих квантовые переходы с нижнего уровня Ei на верхний Ek.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Медицинская и биологическая физика

Ремизов а н медицинская и биологическая физика м г.. блохина м е эссаулова и а и др руководство к лабораторным работам по.. кумыков в к захохов г м физические методы в функциональной диагностике нальчик кбгу..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Магнито-резонансные явления, их применение в медицине

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Колебания и волны
Гармонический осциллятор. Колебательные системы в биологии и медицине. Механические волны, их уравнение. Вектор Умова. Ультразвук, его применение в медицине. Эффект Доплера,

Колебательные системы в биологии и медицине
Большинство процессов, анализ которых дает основной объем диагностической информации, имеют колебательный характер. В технике это механические, электромагнитные и др. виды колебаний. В биологии и м

Механические волны
Механической волной называют механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию. Уравнение волны выражает зависимость смещения колебательной точки, участвующей в

Ультразвук
Природа и свойства. УЗ-механические колебания и волны с частотой от 20кГц до 1010ГЦ. Распространение УЗ в среде сопровождается его поглощением. Чем больше поглощение УЗ, тем меньш

Эффект Доплера
Его суть заключается в изменении частоты звука, воспринимаемого наблюдателем, вследствие относительного движения источника и приемника звука. Когда звук отражается от движущегося объекта, частота о

Течение и свойства жидкостей
1. Идеальная жидкость. Основные определения. Движение идеальной жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. 2. Движение вязкой жидкости. Уравнение Ньютона. Формула Пуазейля.

Формула Пуазейля
Наибольшей скоростью обладают частицы, движущиеся вдоль оси трубы; самый близкий к трубе слой жидкости неподвижен. Для установления зависимости

Электростатика
1. Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Закон Кулона. Электрическое поле и его напряженность. Силовые линии электрического поля. 2. Электрический диполь. Поле диполя. 3

Работа перемещения заряда в электрическом поле. Потенциал
На всякий заряд в электрическом поле действует сила, которая может перемещать этот заряд. Определить работу А перемещения точечного положительного заряда q из точки О в точку n, совершаемую силами

Контактные явления
1. Контактная разность потенциалов. Законы Вольта. 2. Термоэлектричество. 3. Термопара, ее использование в медицине. 4. Потенциал покоя. Потенциал действия и его распрост

Электромагнетизм
1. Природа магнетизма. 2. Магнитное взаимодействие токов в вакууме. Закон Ампера. 3. Напряженность магнитного поля. Формула Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. 4. Диа-, пар

Диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные вещества. Магнитная проницаемость и магнитная индукция
Все вещества, помещенные в магнитное поле, приобретают магнитные свойства, т.е. намагничиваются и поэтому изменяют внешнее поле. При этом одни вещества ослабляют внешнее поле, а другие усиливают ег

Лекция №6
1. Действие магнитного поля на проводник с током 2. Движение заряженных частиц в электрическом поле. 3. Движение заряженных частиц в магнитном поле. 4. Электромагнитные с

Частица в электрическом поле
Пусть частица массой m и с зарядом e влетает со скоростью v в электрическое поле плоского конденсатора. Длина конденсатора x, напряженность поля равна Е. Смещаясь в электрическом поле вверх, электр

Лекция №7
1. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. 2. Взаимная индукция и самоиндукция. Энергия магнитного поля. 3. Переменный ток. Работа и мощность переменного тока.

Электрические колебания и электромагнитные волны
1. Электромагнитные волны 2. Закрытый колебательный контур.Формула Томсона. 3. Открытый колебательный контур. Электромагнитные волны. 4. Шкала электромагнитных волн. Клас

Эндоскопическая аппаратура и ее применение в клинической практике
Эндоскопия-метод исследования полых органов и полостей тела с помощью специального прибора-эндоскопа, который вводится в организм через естественные отверстия или произведенные под наркозом небольш

Волновые свойства света
1. Интерференция света. 2. Дифракция света. Разрешающая способность оптических приборов. 3. Дифракция от одной щели. Дифракционные спектры. Дифракционная решетка.  

Лекция №11
1. Поляризация света. Закон Малюса. 2. Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества.   1. Свет, излучаемый отдельным атомом, представ

Квантовые свойства света. Тепловое излучение тел, его законы
Из всего многообразия электромагнитных излучений, видимых и невидимых человеческим глазом, можно выделить одно, которое присуще всем телам. Это излучение нагретых тел, или тепловое излучение. Оно в

Строение атома
В 1911г. Резерфорд предложил ядерную модель атома, согласно которой весь положительный заряд и почти вся масса (>99,94%) атома сосредоточены в атомном ядре, размер которого ничтожно мал (~10

Дискретность энергетических состояний атома. Постулаты Бора
Линейчатый характер спектров излучения и поглощения атомов свидетельствует о том, что атом может излучать (поглощать) энергию не в любых количествах, а только вполне определенными порциями (квантам

Квантовая теория строения атома водорода
В атоме водорода вокруг ядра (протона), несущего заряд e, движется один электрон. Ядро можно считать неподвижным, поскольку его масса в 1840 раз больше массы электрона; орбиты электрона в первом пр

Рентгеновское излучение, его использование в медицине
1. Природа и свойства рентгеновского излучения. Закон Мозли. Интенсивность Р.И. 2. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Эффект Комптона.Закон Бугера. 3. Использова

Использование Р.И. в медицинской практике
3.1. Рентгеновская диагностика Рентгеновская диагностика основана на избирательном поглощении тканями и органами рентгеновского излучения. Рентгеноскопия. При рентгеноскопи

Лазерное излучение, его использование в медицине
1. Оптические квантовые генераторы (ОКГ) 2. Природа и свойства лазерного излучения. 3. Воздействие лазерного излучения на организм. 4. Использование лазера в медицине.

Использование лазера в медицине
Высокоэнергетические лазеры применяются в качестве лазерного скальпеля в онкологии. При этом достигается рациональное иссечение опухоли с минимальным повреждением окружающих тканей, причем операцию

Магнитный резонанс
Если облучать вещество переменным э/м полем, то при некоторой частоте будет происходить резонансное поглощение энергии э/м поля, которое можно измерить экспериментально. На практике удобнее частоту

Основы ядерной физики. Понятия ядерной медицины
1. Общие сведения об атомных ядрах. Изотопы. 2. Искусственная радиоактивность 3. Природа радиоактивного излучения. Альфа-, бета- и гамм-лучи. 4. Законы радиоактивного рас

Биологическое действие радиационного излучения на организм
Под действием ионизирующих излучений происходят химические превращения вещества, получившие название радиолиза. В процессе воздействия ионизирующего излучения на живой организм образуются возбужден

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги