Elektronen-Spin-Resonanz

Kurzbeschreibung

Das Gerät besteht aus einem Betriebsgerät und einem mit einem Drehkondensator abstimmbaren Parallelschwingkreis extrem hoher Güte. Die Anordnung arbeitet nach dem Prinzip der magnetischen Resonanz. Eine Probesubstanz (Diphenylpicrylhydrazyl) mit einem ortsgebundenen, ungepaarten Elektron dient als Absorber für HF-Quanten genau definierter Energie (f = 146 MHz) , die von einem quarzstabilisierten Oszillator im Betriebsgerät erzeugt werden. Der Absorbtionsmechanismus ist das Umklappen des Elektronenspins von einer Einstellung im Magnetfeld in einer andere. Die Differenz beider Einstellungen und damit die benötigte Quantenenergie hängt von der Stärke des Magnetfeldes ab, dem die Probe ausgesetzt wird. Diese Feldstärke ist die Versuchvariable. Sie wird von einem Helmholtz-Spulenpaar erzeugt, zunächst von Hand möglichst genau eingestellt und dann mit einem überlagerten Magnetfeld von 50 Hz moduliert, so daß man auf dem Schirm des Oszillographen (Fernsehanlage) eine Resonanzkurve erzeugen kann. Gemessen wird dabei Diagonalstrom einer Brücke, deren einer Zweig den auf die Resonanzfrequenz abgestimmten Parallelschwingkreis enthält . Die Probe befindet sich in der Spule dieses Schwingkreises, so daß sich beim Eintreten der Resonanz der Wechselstromwiderstand der Brücke ändert. In der vorher stromlosen Diagonale fließt dabei ein Strom, der im Betriebsgerät gleichgerichtet und verstärkt wird und dem Oszillographen als y- Signal zugeführt wird. Das x- Signal oszilliert wie die Magnetfeldstärke mit Netzfrequenz und kann mit einer Phasenschieber auch phasenrichtig eingestellt werden.

Durchführung des Versuches: Der Kreis wird abgestimmt (vor der Vorlesung) und die Resonanzkurve gezeigt. Dann nimmt man die Probe aus der Spule, die Resonanz verschwindet.

Betriebsanleitungen: Elektrogeräte