電子順磁共振波譜儀原理解析

電子順磁共振波譜儀EPR 的基本概念是物質的順磁性是由分子的永久磁矩產生的。根據保里原理：每個分子軌道上不能存在 2 個自旋態相同的電子，因而各個軌道上已成對的電子自旋運動產生的磁矩是相互抵消的，只有存在未成對電子的物質才具有永久磁矩，它在外磁場中呈現順磁性。

電子自旋產生自旋磁矩： μ = geβ，其中 β 是玻爾磁子； g是無量綱因子，稱為 g 因子； 自由電子的 g 因子為 g= 2.0023，單個電子磁矩在磁場方向分量 μ = ( 1 /2) gβ。當電子自旋處于外磁場H的作用下時，有2個可能的能量狀態：即 E =± 1/2( gβH) ，如圖 1 所示，能量差 ΔE = gβ H。這種現象稱為塞曼分裂( Zeeman splitting) 。

如果在垂直于H 的方向上施加頻率為 hυ 的電磁波，當滿足下面條件：hυ = gβ H，處于兩能級間的電子發生受激躍遷，導致部分處于低能級中的電子吸收電磁波的能量躍遷到高能級中，于是就產生了順磁共振現象。

受激躍遷產生的吸收信號經電子順磁共振波譜儀處理可得到 EPR 吸收譜線，電子順磁共振波譜儀EPR記錄的吸收信號一般是一次微分線型，或稱一次微分譜線( 即電子順磁共振波譜儀測試后得到數據曲線。