المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05
زكاة الغنم
2024-11-05
زكاة الغلات
2024-11-05
تربية أنواع ماشية اللحم
2024-11-05
زكاة الذهب والفضة
2024-11-05


Nuclear Magnetic Resonance  
  
1212   02:52 مساءاً   date: 19-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 63


Read More
Date: 25-8-2016 1184
Date: 9-8-2016 1442
Date: 25-8-2016 1256

Nuclear Magnetic Resonance

A spin-1/2 nucleus is placed in a large magnetic field B0 in the z-direction. An oscillating field B1 << B0 of radio frequency is applied in the xy-plane, so the total magnetic field is

(1)

The Hamiltonian is H = μB . σ, where μ is the magnetic moment. Use the notation hΩ|| = μB0, hΩ = μB1.

a) If the nucleus is initially pointing in the +z-direction at t = 0, what is the probability that it points in the -z-direction at later times?

b) Discuss why most NMR experiments adjust B0 so that Ω|| ~ ω/2.

SOLUTION

a) Let and denote the probability of spin up and spin down as a function of time. The time-dependent Hamiltonian is

(1)

(2)

(3)

The equations for the individual components are

(4)

(5)

where the overdots denote time derivatives. We solve the first equation for β and substitute this into the second equation:

(6)

(7)

(8)

We assume that

(9)

We determine the eigenvalue frequency λ by inserting the above form for α(t) into (8), which gives a quadratic equation for that has two roots:

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

We have introduced the constants a1, a2, b1, b2. They are not all independent. Inserting these forms into the original differential equations, we obtain two relations which can be used to give

(15)

(16)

This completes the most general solution. Now we apply the initial conditions that the spin was pointing along the z-axis at t = 0. This gives α(0) = 1, which makes a1 + a2 = 1, and β(0) = 0, which gives b1 + b2 = 0. These two conditions are sufficient to find

(17)

(18)

(19)

(20)

The probability of spin up is |α(t)|2 and that of spin down is |β(t)|2:

(21)

(22)

b) In the usual NMR experiment, one chooses the field B0 so that 2Ω|| ≈ ω, in which case  and and  The spin oscillates slowly between the up and down states.

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.