
【化】 EPR spectrometer
【化】 electron paramagnetic resonance; electron spin resonance; EPR
paramagnetic resonance
spectrum
【化】 wave spectrum
【醫】 spectrum
appearance; bearing; ceremony; instrument; present
順磁共振波譜儀(Electron Paramagnetic Resonance Spectrometer,簡稱EPR Spectrometer)是一種利用順磁性物質中未成對電子在磁場作用下的能級躍遷原理,檢測物質微觀結構和動态特性的精密分析儀器。其核心是通過測量未成對電子吸收微波能量産生的共振信號,獲得樣品的順磁特性信息。
順磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)
指未成對電子在外加靜磁場中發生能級分裂(塞曼效應),并在特定頻率微波輻射下産生能級躍遷的現象。其共振條件由公式決定:
$$
h u = gmu_B B
$$
其中 ( h ) 為普朗克常數,( u ) 為微波頻率,( g ) 為朗德因子,( mu_B ) 為玻爾磁子,( B ) 為外加磁場強度。
波譜儀(Spectrometer)
指通過掃描磁場強度或微波頻率,檢測樣品對微波能量的吸收信號,并轉化為頻譜圖的設備。輸出譜圖包含g因子、線寬、超精細分裂等參數,反映電子自旋環境及相互作用。
産生固定頻率(通常為X波段9-10 GHz)的電磁波,激發電子自旋躍遷。
樣品置于腔内,增強微波與樣品的相互作用,提高檢測靈敏度。
提供0-1.5 T的可調靜磁場,滿足不同樣品的共振條件。
采用鎖相放大器技術,提取微弱共振信號并轉化為可讀譜圖。
直接檢測短壽命自由基(如抗氧化劑反應中間體),揭示反應機理。
分析半導體缺陷、催化劑活性中心及磁性材料自旋态。
研究金屬蛋白(如血紅蛋白)的配位結構,或疾病相關的氧化應激過程。
EPR被定義為"基于未成對電子磁矩與電磁輻射相互作用的譜學技術"(Compendium of Chemical Terminology Gold Book)。
"順磁共振波譜儀"為規範中文術語,對應英文"EPR Spectrometer"(《物理學名詞》第三版)。
: IUPAC Gold Book, Electron Paramagnetic Resonance
: 中國物理學會, 《物理學名詞》科學出版社, 2019.
: Bruker公司技術白皮書, EPR Spectroscopy Fundamentals.
順磁共振波譜儀(Electron Paramagnetic Resonance Spectrometer,EPR),又稱電子自旋共振儀(ESR),是一種用于檢測物質中未成對電子及其周圍環境相互作用的高靈敏度分析儀器。以下從定義、原理、結構、應用及特點等方面綜合解釋:
順磁共振波譜儀通過測量未成對電子在外加磁場中的自旋狀态躍遷産生的微波吸收信號,分析物質結構特性。其核心原理是:未成對電子具有自旋磁矩,在外磁場下分裂為不同能級(平行态和反平行态),當施加特定頻率的微波輻射時,電子吸收能量發生能級躍遷,産生共振信號。
共振條件滿足公式: $$ h u = gmu_B B $$ 其中,$h$為普朗克常數,$ u$為微波頻率,$g$為朗德因子,$mu_B$為玻爾磁子,$B$為外加磁場強度。
主要組成部分包括:
EPR針對未成對電子,而NMR基于原子核自旋;前者適用于順磁性物質(如自由基),後者用于抗磁性物質(如有機物中的¹H、¹³C)。
總結來看,順磁共振波譜儀是揭示物質微觀電子狀态的重要工具,尤其在自由基研究和材料缺陷分析中具有不可替代性。
氨冷凍劑編譯時間語句不揭露層壓材料充滿液體充氣機除霧末夾帶段次級抵押促膽汁分泌的氮菁對側性水腫多發性膿腫沸點測定器分類進食固縮後的紅鞣的假性憩室節流接線匣酪蛋白原聯胂連續項濾清器濾盤馬希氏試驗免職囊狀組織逆向流問題雙座小汽車四部的體系結構