Магнитный резонанс
Магни́тный резона́нс, избирательное поглощение веществом электромагнитных волн определённой частоты , обусловленное изменением ориентации магнитных моментов частиц вещества (электронов, атомных ядер). Энергетические уровни частицы, обладающей магнитным моментом , во внешнем магнитном поле напряжённостью расщепляются на магнитные подуровни (эффект Зеемана), каждому из которых соответствует определённая ориентация магнитного момента относительно направления . Электромагнитное поле резонансной частоты вызывает квантовые переходы между магнитными подуровнями. Условие резонанса: , где – разность энергий между магнитными подуровнями. Если поглощение энергии осуществляется ядрами, то магнитный резонанс называется ядерным магнитным резонансом (ЯМР). Магнитный резонанс, обусловленный магнитными моментами неспаренных электронов в парамагнетиках, называется электронным парамагнитным резонансом (ЭПР). В магнитоупорядоченных веществах (ферро-, антиферро- и ферримагнетиках) электронный магнитный резонанс называется соответственно ферромагнитным резонансом, антиферромагнитным резонансом и ферримагнитным резонансом.
Как правило, в применяемых магнитных полях с напряжённостью в диапазоне 105–106 А/м часто́ты ЯМР попадают в диапазон коротких радиоволн (106–107 Гц), а ЭПР – в диапазон СВЧ (109–1010 Гц). Магнитный резонанс можно регистрировать методом двойного резонанса, позволяющего наблюдать влияние резонансного возбуждения одной системы на резонансные свойства другой (например, электронной и ядерной подсистем в твёрдом теле). Спектры магнитного резонанса чувствительны к различным внутренним полям в веществе, поэтому магнитный резонанс применяется для исследования структуры твёрдых тел и жидкостей, атомной и молекулярной динамики и т. п.