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[공학]Nuclear Magnetic Resonance [핵자기 공명 분광법, NMR]

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Nuclear Magnetic Resonance [핵자기 공명 분광법, NMR]
핵자기 공명 이론
NMR Spectrum 의 형태

본문내용

Nuclear Magnetic Resonance [핵자기 공명 분광법, NMR]
강한 자기장에서 어떤 핵의 에너지는 이들 입자의 자기적 성질 떄문에 둘 또는 그 이상의 양자 준위로 분리된다. 자기적으로 유발된 이와 같은 에너지 준위들 사이의 전이는 적당한 주파수의 전자기 복사선 흡수에 의하여 일어난다. 이것은 물질이 자외선 또는 가시선을 흡수하여 전자 에너지가 일어나는 것과 흡사하다. 원자핵의 자기양자준위 사이의 에너지 차는 0.1 ~ 100 ㎒ 범위의 주파수 영역의 복사선 에너지에 해당하고 이것은 전자기 스펙트럼의 라디오 주파수 영역에 해당한다. 핵의 라디오파 흡수에 관한 연구를 핵자기 공명법(Nuclear Magnetic Resonance : 핵자기 공명 분광법, NMR )이라 하고 이는 유기물과 무기물의 구조를 연구하는데 대단히 유용한 방법중의 하나이다.

핵자기 공명 이론
Bloch 과 Purcell 이 각각 독립적으로 강한 자기장에 의하여 핵의 에너지 준위가 분리되고 이 결과 강한 자기장 속에서 전자기 복사선을 흡수한다는 사실을 알 수 있다. 자기장에 놓여진 핵의 전자기 복사선의 흡수가 분자의 세부 구조에 따라 다르게 나타나는 사실과 이 효과는 분자의 구조와 밀접한 관계가 있음을 알수 있다. 따라서 이 방법은 유기화학, 무기화학 및 새물화학 분야에 쓰인다. 다른 광학분광법에서와 같이 핵자기 공명현상을 설명하는데는 고전역학과 양자역학이 다 유용하다.이 두 접근 방법은 다 같은 결론을 가져 온다. 그렇지만 양자역학은 분자의 에너지 상태에 대한 흡수 주파수를 논의하는데 보다 유용하고 고전역학은 흡수과정의 물리적인 모형과 측정방법에 유용하다.

ꂋNMR의 양자 역학적 설명
․소립자의 자기적 성질 ― 핵은 전하을 띠고 있다. 그러므로 이러한 하전체가 회전할 때는 자기장을 나타낸다. 이때 생기는 자기 쌍극자 μ는 스핀축에 따라 배향하며, 입자의 종류에 따라 고유한 성질을 갖는다.입자의 스핀과 자기 모멘트 사이의 상호작용에 의하여 다음과 같이 일련의 자기 양자 상태를 관측 할 수 있다. 즉 , m = I , I-1 , I-2 , … -I
․자기장 속에서의 에너지 준위 ― 입자가 외부 자기장의 영향을 받게 되면 자기 모멘트를 가지는 입자는 그 자기쌍극자, 즉 그 스핀축이 외부 자기장에 평행되게 배향하려고 한다.

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