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电子自旋共振实验报告
应用物理学0903班
王文广 U200910198
苏海瑞 U200910218
电子自旋共振实验报告
一、实验目的

,测量二苯基—苦基肼基中电子的朗德因子因子
二、实验内容
,测量共振情况下的磁场,并根据磁场计算因子
,测量不同频率下的磁场,并计算不同频率下的因子
三、实验原理

电子的轨道磁矩为
为电子轨道运动的角动量,为电子电荷,为电子质量。轨道角动量和轨道磁矩分别为

为电子自旋运动的角动量,为电子电荷,为电子质量。自旋角动量和自旋磁矩分别为
由公式可以看出电子自旋运动的磁矩与动量之间的比值是轨道轨道磁矩与角动量之间比值的2倍

对于单电子的原子,总磁矩与总角动量之间有
其中。对单纯轨道运动为1,对于单纯自旋运动为2。
引入旋磁比,即有
在外磁场中和都是量子化的,因此在外磁场方向上投影为
相应的磁矩在外磁场方向上的投影为
由以上公式可得
为玻尔磁子
(电子顺磁共振)
由于原子总磁矩的空间取向是量子化的,因此原子处在外磁场中时,磁矩与外磁场的相互作用也是量子化的,为
相邻磁能级之间的能量差为
当向能量差为的原子发射能量为光子时,原子将这个光子跃迁到高磁能级,这是发生在原子中的共振吸收跃迁现象,台果磁能级分裂是由电子自旋提供的就是“电子自旋共振”。因此,电子自旋共振条件是光子的圆频率满足

如果分子中的原子所有的电子轨道都已成对填满了电子,自旋磁矩为0,没有固有磁矩,不会发生电子自旋共振。因此,要观察电子自旋共振要选取原子中没有完全成对的物质。
在这个实验中,我们采用顺磁物质为
DPPH(二苯基-苦基肼),它的分子式为,它的结构式如图所示。
四、实验装置
信号源电源,微波信号源,隔离器,衰减器,波长表,魔T,调配器,负载,样品谐振腔,励磁电源,扫场,示波器,检波器,微安表,电磁铁
五、实验过程

,然后进行校对



,重复以上步骤测量共振磁场B

六、实验记录
因为测量磁感应强度时特斯拉计最后一位示数总在变动,因此只记录了到了倒数第二位
微波频率(GHz)
磁场的磁感应强度(T)








分别求得的因子的值为
微波频率(GHz)
磁场的磁感应强度(T)
因子的值




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