TWP-W181型 微波段電子自旋共振實驗儀

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中的電子自旋磁矩在射頻電磁場作用下發(fā)生的一種磁能級間的共振躍遷現(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實驗技術(shù)后來也被用來觀測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驗技術(shù)。

由上海天威教學(xué)實驗設(shè)備有限公司生產(chǎn)的TWP-W181型微波段電子自旋共振實驗儀是用來完成微波段電子自旋共振實驗教學(xué)的近代物理實驗儀器，它主要用來測量DPPH樣品的ESR吸收譜線，測量g因子，并分析微波系統(tǒng)的特性。該儀器測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠、實驗內(nèi)容豐富，可以用于物理高年級學(xué)生專業(yè)實驗以及近代物理實驗。

二、儀器簡介

TWP-W181型微波電子自旋共振實驗儀主要由三部分組成：磁鐵系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、實驗主機系統(tǒng)，另外實驗時必須配有雙蹤示波器（選購件）。

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          測量范圍 8.2GHz-12.4GHz  分辨率 0.005GHz

4． 數(shù)字式高斯計        測量范圍 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、實驗項目

1. 了解和掌握各個微波波導(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。

3．觀察在微波段電子自旋共振現(xiàn)象，測量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，測量不同的共振點，確定波導(dǎo)波長。

5. 根據(jù)DPPH樣品的譜線寬度，估算樣品的橫向弛豫時間（選做實驗，不做儀器驗收要求）。

五、注意事項

1． 磁極間隙在儀器出廠前已經(jīng)調(diào)整好，實驗時最好不要自行調(diào)節(jié)，以免偏離共振磁場過大。

2． 保護好高斯計探頭，避免彎折、擠壓。

3． 勵磁電流要緩慢調(diào)整，同時仔細(xì)注意波形變化，才能辨認(rèn)出共振吸收峰。