微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀
微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀是一種用于研究物質(zhì)中電子自旋和磁性的儀器。它通過(guò)檢測(cè)物質(zhì)中電子的共振吸收來(lái)測(cè)量物質(zhì)的磁性和電子自旋相關(guān)的性質(zhì)。
微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀通常包括以下組件：
1.微波源：用于產(chǎn)生一定頻率的微波信號(hào)。
2.磁場(chǎng)系統(tǒng)：用于在樣品中產(chǎn)生一定的靜態(tài)磁場(chǎng)和變化的交變磁場(chǎng)。靜態(tài)磁場(chǎng)通常由大型電磁鐵提供，而變化的交變磁場(chǎng)通常由射頻線圈提供。
3.樣品室：樣品室通常是一個(gè)空腔，用于容納樣品和探測(cè)器。
4.探測(cè)器：用于檢測(cè)樣品中電子自旋共振的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
5.電子學(xué)系統(tǒng)：用于放大和處理探測(cè)器輸出的電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和分析。
微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的研究中，可以用于研究磁性材料、有機(jī)化合物、生物大分子等的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
TWP-W181型 微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀
一、概述
電子自旋共振(Electron Spin Resonance)縮寫為ESR，又稱順磁共振(縮寫為EPR,Paramagnetic Resonance)。它是指處于恒定磁場(chǎng)中的電子自旋磁矩在射頻電磁場(chǎng)作用下發(fā)生的一種磁能級(jí)間的共振躍遷現(xiàn)象。這種共振躍遷現(xiàn)象只能發(fā)生在原子的固有磁矩不為零的順磁材料中，稱為電子順磁共振。1944年由前蘇聯(lián)的柴伏依斯基首先發(fā)現(xiàn)。它與核磁共振(NMR)現(xiàn)象十分相似，所以1945年P(guān)urcell、Paund、Bloch和Hanson等人提出的NMR實(shí)驗(yàn)技術(shù)后來(lái)也被用來(lái)觀測(cè)ESR現(xiàn)象。
ESR己成功地被應(yīng)用于順磁物質(zhì)的研究,目前它在化學(xué)、物理、生物和醫(yī)學(xué)等各方面都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。例如發(fā)現(xiàn)過(guò)渡族元素的離子、研究半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷、離子晶體的結(jié)構(gòu)、金屬和半導(dǎo)體中電子交換的速度以及導(dǎo)電電子的性質(zhì)等。所以，ESR也是一種重要的近代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
由上海天威教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的TWP-W181型微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀是用來(lái)完成微波段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)教學(xué)的近代物理實(shí)驗(yàn)儀器，它主要用來(lái)測(cè)量DPPH樣品的ESR吸收譜線，測(cè)量g因子，并分析微波系統(tǒng)的特性。該儀器測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，可以用于物理高年級(jí)學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)以及近代物理實(shí)驗(yàn)。
二、儀器簡(jiǎn)介
TWP-W181型微波電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀主要由三部分組成：磁鐵系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)，另外實(shí)驗(yàn)時(shí)必須配有雙蹤示波器（選購(gòu)件）。
三、技術(shù)指標(biāo)
1．短路活塞 調(diào)節(jié)范圍0－35mm
2．樣品管外徑 4.8mm
3．微波頻率計(jì) 測(cè)量范圍 8.2GHz-12.4GHz 分辨率 0.005GHz
4． 數(shù)字式高斯計(jì) 測(cè)量范圍 0-2T 分辨率 0.0001T
5． 波導(dǎo)規(guī)格 BJ-100(波導(dǎo)內(nèi)尺寸：22.86mm×10.16mm)
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1. 了解和掌握各個(gè)微波波導(dǎo)器件的功能和調(diào)節(jié)方法。
2. 了解電子自旋共振的基本原理，比較電子自旋共振與核磁共振各自的特點(diǎn)。
3．觀察在微波段電子自旋共振現(xiàn)象，測(cè)量DPPH樣品自由基中電子的朗德因子。
4. 理解諧振腔中TE10波形成駐波的情況，調(diào)節(jié)樣品腔長(zhǎng)，測(cè)量不同的共振點(diǎn)，確定波導(dǎo)波長(zhǎng)。
5. 根據(jù)DPPH樣品的譜線寬度，估算樣品的橫向弛豫時(shí)間（選做實(shí)驗(yàn)，不做儀器驗(yàn)收要求）。
五、注意事項(xiàng)
1． 磁極間隙在儀器出廠前已經(jīng)調(diào)整好，實(shí)驗(yàn)時(shí)最好不要自行調(diào)節(jié)，以免偏離共振磁場(chǎng)過(guò)大。
2． 保護(hù)好高斯計(jì)探頭，避免彎折、擠壓。
3． 勵(lì)磁電流要緩慢調(diào)整，同時(shí)仔細(xì)注意波形變化，才能辨認(rèn)出共振吸收峰。
