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자기공명(magnetic resonance)

작성일 2010-08-20

강한 정자기장(靜磁氣場)에서 자기모멘트를 가진 입자의 에너지 준위가 분리되어 있을 때, 그 간격에 해당하는 진동수의 진동자기장이나 전자기파가 가해지면 일어나는 공명현상. 주로 공명흡수를 가리킨다.

대상이나 자기장의 조건에 따라 전자기파로는 라디오파의 영역에서부터 원적외선(遠赤外線)에까지 이른다.

1938년 미국의 I. I. 래비에 의해 분자빔을 사용한 자기공명이 처음으로 자유분자에 대해 관측되었다(분자빔 자기공명).

자성(磁性)의 원인에 따라 전자스핀공명과 핵자기공명으로 대별되는데, 분자빔 자기공명은 이 중의 어느 것에도 적용할 수 있으며, 핵의 자기 모멘트 측정 등 중요한 연구에 도움이 된다.

분자빔 자기공명의 간단한 경우를 보면, 가령 스핀(소립자 고유의 각운동량)이 이고 자기모멘트μ 인 원자 또는 분자가 있다고 하자. 그리고 이것이 자기장 속에 놓였을 때 스핀의 자기장 방향의 성분 〔자기양자수라 하며, 의 (2+1)개의 어느 한 값을 가진다〕에 의해 (μ/s)의 에너지를 갖고 단일 준위였던 것이 (2+1)개의 준위로 갈라진다[그림].

일반적으로 으로 갈라진 계(系)에 주파수 의 전자기파가 가해지고, 그 광자(光子)의 에너지 h(는 플랑크 상수)가 갈라진 준위들 사이의 간격과 똑같을 때, 그 준위 사이에 공명적으로 전이가 일어난다.

앞의 에에서는 에 의해 같은 간격으로 갈라져 있으므로 (2+1)개로 갈라진 준위들 사이에서 일제히 전이가 일어난다.

이 자기공명의 조건은 =(μ/)이다.



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이(e) 2010.08.20
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