Messung von Kernmomenten
Der Artikel Messung von Kernmomenten basiert auf der Vorlesungsmitschrift von Moritz Schubotz des 6.Kapitels (Abschnitt 0) der Kern- und Strahlungsphysikvorlesung von Prof. Dr. P. Zimmermann. |
Die Abfrage enthält eine leere Bedingung.
Die Messung von Kernmomenten geschieht durch die Messung von Enerufspaltungen, die durch die Wechselwirkung der Kernmomente mit
äußeren oder inneratomaren elektromagnetischen Feldern verursacht werden.
äußere Felder: Kernspinresonanzmethode
Larmorpräzession ~wo = (!t~o) Größenordnung V o = wo/27r = /LKB/ h 1: = 7,6 MHzoB[T] Zusätzliches zirkulares Wechselfeld Bloeiwt ~ Bo induziert Übergänge f ür w "" wo' E m induzierte Absorption und Emission: 3 Netto-Energieübertrag nur bei unter" 2" schiedlicher Besetzung der Zeeman1 Niveaus durch Boltzmann-Verteilung "2" I = 3 im Festkörper. Boltzmann-Faktor N1/Nz 1 1 = exp(-ßE/kT) ~ 1 -ßE/kT für ßE/kT«1 -"2" Größenordnung z.B. /LI ~ /LK' Bo = 1 T, 3 T = 300 K; -"2" So10-Z7J ßE/kT = /LKBO/kT = 1,3 0 10-23o 300J ~Bo "" 10-6
inneratomare Felder der Hüllenelektronen:
Hyperfeinstrukturaufspaltung durch Kopplung von Hüllendrehimpuls J und Kernspin I zu einem Gesamtdrehimpuls 1 = I + J
1. magnetische HFS
~= (/tl oB) = /LI oB -4 -4 o
EF = Ao~ [F(F + 1) - 1(1 + 1) - J(J + 1)] Größenordnung inneratomarer B-Felder der Valenzelektronen etw aB " 1 - 100 T, z.B. H ls(17 T), K 4s(63 T), Cs6s(2l0 T), damit HFS_ Aufspaltung im Bereich von MHz - GHz. 2. elektrische, HFS Wechselwirkung des elektrischen Kernquadrupolmoments eQ mit dem elektrischen Feldgradienten ~ = 4~~ 0 ~ der Hüllenelektronen (WW von Tensoren 2. Stufe) o r Größenordnung E ~ eQ 0 ___1_ e 4~EO ~ 27,2 eV 10-8 0 Da 1 eV ~ 2,4 0 1014 HZI),E ~ MHz - GHz Messung der HFS-Aufspaltung durch optische Methoden (z.B. dopplerfreie Laserspektroskopie, Doppelresonanz, Level-Crossing, RabiAtomstrahlresonanzmethode, Mößbauereffekt, etc.)