Физическая энциклопедия

ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ


резкое возрастание интенсивности ядерного магнитного резонанса (ЯМР) при насыщении уровней электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в том же в-ве. Теоретически предсказан А. У. Оверхаузером (A. W. Overhauser, США) в 1953. Экспериментально наблюдался в 1953 вначале в металлах (Т. Карвер и Ш. Шлихтер, 1953, США), затем в ПП, свободных радикалах и жидкостях с парамагн. примесями.
О. э.— следствие магн. вз-ствия эл-нов и ядра атомов или ионов таких парамагнетиков, в к-рых возможно установление равновесной электронной и яд. намагниченности в сильном пост. магн. поле. При насыщении ЭПР это вз-ствие вызывает перераспределение ядер по уровням, увеличивая разность их населённостей и вероятность перехода. О. э. лежит в основе метода двойного электронно-ядерного резонанса.
Если длительно поддерживать насыщение ЭПР, то наступит стационарное состояние, при котором отношение населённостей яд. перехода Nя+/Nя- будет такое же, как отношение населённостей Nэ+/Nэ- электронного перехода, т. е. населённость нижнего яд. уровня возрастает и возникает сильная поляризация ядер (см. ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЯДРА).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

ОВЕРХАУЗЕРА ЭФФЕКТ

- увеличениеинтенсивностиядерного магнитного резонансаи поляризации ядерноймагн.системы при насыщенииэлектронного парамагнитного резонанса.О. Ориентированные ядра, Парамагнетизм). О. Зеемана эффект) ж релаксация- процесс возвращения возбуждённой системы в состояние термодинамич. Магн. моменты микрочастиц могут иметьтолько определ. ориентации в магн. поле, к-рым соответствуют определ. значенияэнергии (энергстич. уровни). На рис. изображена структура этих уровнейдля электронно-ядерной системы с электронным спиномS =1/2и ядерным спиномI=1/2. Зеемановское расщеплениедля электронного спина равно для ядерногоспина гдеН -напряжённость внеш. магн. поля,и -магн. моменты электрона и ядра. Поскольку имеем Термодинамически равновесная поляризация электронной и ядерной магн. системопределяется населённостью электронных уровнейSz=1/2и ядерных уровнейIz=1/2.Отношение населённостей соответствует распределению Больцмана:

гдеNi-населённостьуровней, соответствующих рис. Возбуждение переходовSz-1,Jz=0 отвечает ЭПР, а переходовSz=0,Iz=1 - ЯМР. Если приложить к образцу достаточно сильное перем. магн. то электронные переходы можно насытить, т. е. выровнять населённости уровней,Sz=1,Iz= 0), при этомN1N3иN2N4.Магн. состояния, а релаксац. процессы стремятсявосстановить состояние термодинамич. равновесия. Конкуренция этих процессовопределит амплитуду ВЧ-поля, необходимую для насыщения ЭПР. Ответственныйза это релаксац. процесс (со скоростью релаксации )не приводит к переориентации ядерных спинов.

Структура зеемановских энергетических уровнейэлектронно-ядерной системы сS=1/2иI-1/2. Штриховые линни соответствуют различнымвидам релаксации. Справа в первом столбце - относительные равновесные населённостиуровней,N1/N4,во втором столбце - те жевеличины в условиях эффекта Оверхаузера при

Существование флуктуирующего сверхтонкоговзаимодействия, связанного либо с движением носителей электронного спина,Sz=-1приIz= 1, и наоборот (со скоростью релаксации ).Флуктуирующее дппольное взаимодействие приведёт к процессу типаSz= -1,Iz= -1 (со скоростью релаксации ).В ядерной маги, системе существуют релаксац. процессыSz=0,Iz=1 (со скоростью релаксации ).
Для О. э. характерно соотношение Осн. процесс, ведущий к изменению населённостей, отвечает переходам междууровнями 4 и 1. При этом, происходят однонаправленные перевороты ядерныхспинов, приводящие к след. отношению населённостей:N1/N2= N3/N4=exp(+)/kT.Т.kT,поляризация возрастает в ~ 103раз. Неполное насыщение ЭПР и конечные значения величин и приводят к ослаблению поляризации ядер при О. э. При поляризацияядерной магн. системы будет противоположной.
О. э. наряду с др. эффектами динамич.Лит.:Альтшулер С. А., Козырев Б. резонанс соединений элементов промежуточныхгрупп, 2 изд., М., 1972; А брагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ.,М., 1903; Джеффрис К., Динамическая ориентация ядер, пер. с англ., М.,1965; Ацаркин В. А., Динамическая поляризация ядер в твёрдых диэлектриках,В. Л. Тулин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.