Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Тригг Дж. -> "Физика 20 века: ключевые эксперименты" -> 38

Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.

Тригг Дж. Физика 20 века: ключевые эксперименты — М.: Мир, 1978. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): fizika20vekakluchevieeksperimenti1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 129 >> Следующая

[Здесь Сд - фактор, зависящий только от геометрии установки.] Отклонение
в поле магнита В происходит в противоположном направлении, его можно
представить формулой
d --Из- Г-И^Л а
йв " 2tnv2 I dz )в в'
Множители (d\H\/dz)AGA и (d\H\/dz)BGB можно сделать равными путем
подбора. Тогда, если молекула имеет одинаковый магнитный момент в обоих
отклоняющих полях, она попадет в детектор благодаря воздействию магнита
В.
Магнит С создает однородное поле Но. Кроме того, имеется устройство (не
показанное на рис. [6].1)> создающее переменное поле, перпендикулярное
Я0. Если описанная нами переориентация происходит в области наложения
этих полей, то условия, при которых молекулы попадают на детектор D под
действием магнитного поля В, уже не выполняются. Молекула пойдет по
одному из путей, указанных пунктиром, в зависимости от того, стала ли
абсолютная величина р2 больше или меньше или знак магнитного момента
изменился. [Это показано символически с помощью небольших гироскопов на
наборе траекторий.] Фактически, если произойдет какое-либо изменение
ориентации, молекула уже не попадет на детектор, что приведет к
уменьшению числа его отсчетов. Таким образом, мы имеем способ установить,
происходит ли переориентация".
Приведенное выше описание этого явления на языке классической механики
хотя и пригодно для качественной характеристики метода, однако
недостаточно для количественных оценок. В классической механике подробный
анализ этого явления приводит к следующему результату: вектор момента
импульса совершает колебания вблизи своего первоначального направления,'
если частоты v и f не совпадают; при / = v теория предсказывает линейное
изменение угла прецессии. На языке квантовой механики эта ситуация
выглядит так, что
119
существует лишь дискретный набор значений 7, 7-1, 7 - 2, -7 + 1, -7,
которые может принимать
проекция момента на направление постоянного внешнего поля; переменное
поле вызывает переходы от одного из этих значений к другому. Важной
характеристикой процесса служит зависимость вероятности таких переходов
от времени. Здесь мы не будем приводить форму этой зависимости - она
представляет собой сложный полином степени 47 от синусов и косинусов угла
а, которые в свою очередь являются функцией времени t вида A sin Q t, где
А и Q - известные функции отношения qz=f/v (точнее, v' = ц (Я2 + нТ)'/г
jJh) и отношения HJH0. Резонанс наступает, когда / = v', в этом случае А
~ 1 - Я?/4Яо и Q == nv'Hxj2HG.
"Порядок входящих сюда величин можно оценить из простого примера.
Рассмотрим систему со спином 7г и моментом импульса, равным 1 ядерному
магнетону (что примерно составляет 0,5-10-23 ед. СГСМ) в поле 1000 Гс; на
систему наложено переменное поле с амплитудой 10 Гс. Предположим, что
система движется со скоростью 105 см/с (т. е. по порядку величины
примерно с тепловой скоростью), тогда t = l/v = 10~5/. Резонансная
частота равна 1
ця (0,5.10-1,5.Ю,,Гц;
Ы (6,55. Ю"17) 4
к счастью, она лежит в очень удобном для измерения диапазоне радиочастот.
Чтобы значения sin2 были максимальными при q - I, положим2
п1СГ5/Х 1,5- 106X 0,5- 10-2 = |,
откуда I " 6,6 см, и это также весьма подходящая длина для создания
переменного поля".
Далее Раби и др. указывают, что для изучения ядер-ных моментов
предпочтительно использовать атомы или молекулы с нулевым моментом
импульса электрона, так как в противном случае ожидаемый ядерный эффект
1 В следующем ниже уравнении исправлены некоторые опечатки, имевшие место
в оригинале.
2 Это условие точно совпадает с условием ?2/ = л/2.
120
будет перекрыт эффектом, обусловленным электронами. С другой стороны, в
атомах и молекулах, обладающих указанным свойством, другие факторы влияют
на ядерный момент значительно слабее, чем внешнее поле, так что, по
существу, момент ядра можно рассматривать как свободный.
На рис. 6.2 представлена схема реальной установки. Она "содержит длинную
трубку с латунными стенками, разделенную на три отдельные камеры, каждая
из которых снабжена своей системой откачки для создания
Насос
Насос
Рис. 6.2. Конструктивная схема реальной установки [Phys. Rev., 55 (1939),
стр. 529, рис. 2].
высокого вакуума. В камере источника на вольфрамовых штифтах установлена
печь, которая при помощи винта может перемещаться (без нарушения вакуума)
в направлении, перпендикулярном оси пучка... Промежуточная камера
обеспечивает вакуумную изоляцию приемной камеры от газов, исходящих от
нагретой печки; это достигается с помощью двух узких щелей на обоих
концах камеры, которые также можно передвигать, не нарушая вакуума.
Приемная камера содержит наиболее важные детали установки: два
отклоняющих магнита А я В, магнит С, создающий постоянное поле,
устройство, создающее радиочастотное переменное поле R, кол-лиматорную
щель S и детектор D, представляющий собой тонкую раскаленную вольфрамовую
нить1.
А я В - электромагниты, аналогичные использованным в предыдущих
экспериментах. На рис. [6.3] показано
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed