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2014-02-06T00:06:31Z

以“因为电子有1／2的自旋，所以在外加磁场下能级二分。当外加具有与此能量差相等的频率电磁波时，便会引起能级间的...”为内容创建页面

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因为电子有1／2的[[自旋]]，所以在外加磁场下能级二分。当外加具有与此能量差相等的频率[[电磁波]]时，便会引起能级间的跃迁。此现象称为[[电子自旋共振]]。缩写为ESR。对相伴而产生的电磁波吸收称ESR吸收。产生ESR的条件为νo（MHz）＝1.4.g.Ho（高斯）。式中νo为电磁波的频率，Ho为外部磁场强度，g为g因子（g factor）或g值。一个分子中有多数电子，一般说每二个其自旋反相，因此互相抵消，净自旋常为0。但[[自由基]]有奇数的电子，存在着不成对的电子（其无与之相消的电子自旋）。也有的[[分子]]虽然具有偶数的电子，但二个电子自旋同向，净自旋为一（例如氧分子）。原子和离子也有具有净自旋的，Cu2+、Fe3+、和Mn2+等常磁性离子即是。这些原子和分子为ESR研究的对象。由于电子自旋与原子核的自旋相互作用，ESR可具有几条线的结构，将此称为[[超微结构]]（hyperfine stru-cture）。g因子及超微结构都有助于了解原子和分子的电子详细状态。也可鉴定自由基。另外，从ESR吸收的强度可进行自由基等的定量。因为电子自旋的缓和依赖于原子及分子的旋转运动，所以通过对ESR的线宽测定，可以了解原子及分子的动的状态。

虽然原理类似于[[核磁共振]]，但由于电子质量远轻于原子核，而有强度大许多的磁矩。以氢核(质子)为例，电子磁矩强度是质子的659.59倍。因此对于电子，[[磁共振]]所在的拉莫频率通常需要透过减弱主磁场强度来使之降低。但即使如此，拉莫频率通常所在[[波段]]仍比核磁共振拉莫频率所在的射频范围还要高——微波，因而有穿透力以及对带有水分子的样品有加热可能的潜在问题，在进行人体造影时则需要改变策略。举例而言，0.3 特斯拉的主磁场下，电子[[共振]]频率发上在8.41 吉赫，而对于常用的核磁共振核种——质子而言，在这样强度的磁场下，其共振频率为12.77 兆赫。

<b>ESR应用</b>在多个领域，包括了：

▲固态[[物理]]，辨识与定量自由基分子(即带有不成对电子的分子)。

▲[[化学]]，用以侦测反应路径。

▲[[生物医学]]领域，用在标记生物性自旋[[探子]]。另外在造影方面另有用途，参见下方说明。

一般而言，自由基在化学上是具有高度反应力，而在正常生物环境中并不会以高浓度出现。若采用特别设计的不反应自由基分子，将之附著在生物[[细胞]]的特定位置，就有可能得到这些所谓[[自旋标记]]或自旋探子分子附近的环境。

<b>【电磁[[自旋共振]]造影】</b>

EPR用在造影上，理想上是可以用在定位人体中所具有的自由基，理论上较常出现在发炎病灶；但目前仍处在开发阶段，包括讯杂比等等问题待解决。

[[分类:生物]][[分类:生物学]]

电子自旋共振 - 版本历史

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