塞曼效應(yīng)對(duì)鐵磁共振的影響畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 13:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的值的變化。而值的變化又可以通過(guò)腔的輸出功率的變化來(lái)測(cè)量。因此，現(xiàn)在測(cè)量鐵磁共振曲線就是測(cè)量輸出功率P與恒定磁場(chǎng)H的關(guān)系曲線。實(shí)際測(cè)量時(shí)要滿足以下條件：（1）樣品放到腔內(nèi)微波磁場(chǎng)最大處。（2）樣品要足夠小，即把樣品看成一個(gè)微擾。（3）諧振腔始終保持在諧振狀態(tài)。（4）微波輸入功率保持恒定。在這樣的條件下，把磁場(chǎng)H由零開始逐漸增大，對(duì)應(yīng)每一個(gè)測(cè)出一個(gè)。就能得到上所示的關(guān)系曲線。在圖中，為遠(yuǎn)離共振區(qū)時(shí)的諧振腔輸出功率，共振區(qū)時(shí)的輸出功率，半共振點(diǎn)的輸出功率。在共振區(qū)域由于樣品的鐵磁共振損耗，使輸出功率降低。半共振點(diǎn)的輸出功率可由和按下式計(jì)算： （）本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用掃場(chǎng)法進(jìn)行微波鐵磁材料的共振實(shí)驗(yàn)。即保持微波頻率不變，連續(xù)改變外磁場(chǎng)，當(dāng)外磁場(chǎng)與微波頻率之間符合一定關(guān)系時(shí)，可發(fā)生射頻磁場(chǎng)的能量被吸收的鐵磁共振現(xiàn)象。 P0 P P1/2 Pr H1 H2 Hr H ΔH 0 諧振腔輸出功率P與外加磁場(chǎng)H的關(guān)系曲線圖該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是在三厘米微波頻段做鐵磁共振實(shí)驗(yàn)。信號(hào)源輸出的微波信號(hào)經(jīng)隔離器﹑衰減器﹑波長(zhǎng)表等元件進(jìn)入諧振腔。諧振腔由兩端帶耦合片的一段矩形直波導(dǎo)構(gòu)成。當(dāng)被測(cè)鐵氧體樣品放入諧振腔內(nèi)微波磁場(chǎng)最大處時(shí)，將會(huì)引起諧振腔的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)變化。當(dāng)改變外磁場(chǎng)進(jìn)入鐵磁共振區(qū)域時(shí)，由于樣品的鐵磁共振損耗，使輸出功率降低。，P0為遠(yuǎn)離鐵磁共振區(qū)時(shí)諧振腔的輸出功率。Pr為出現(xiàn)鐵磁共振時(shí)諧振腔的輸出功率，此時(shí)對(duì)應(yīng)的外磁場(chǎng)為Hr，稱為共振磁場(chǎng)。 相應(yīng)的導(dǎo)磁率μ虛部達(dá)最大值為， ，其此處的諧振腔輸出功率與，有如下關(guān)系： （）與對(duì)應(yīng)的外加磁場(chǎng)之差（H2H1）即為鐵磁共振線寬ΔH。因此可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)作出的圖4曲線和上述的公式求出共振線寬ΔH 。 另外，由鐵磁共振條件ωr=γHr和γ=ge/2mc，根據(jù)外加磁場(chǎng)Hr和微波頻率，可求得g因子。 應(yīng)該注意的是，在進(jìn)行鐵磁共振線寬測(cè)量時(shí)，必須注意樣品的μ′會(huì)使諧振腔的諧振頻率發(fā)生偏移（頻散效應(yīng)）。要得到準(zhǔn)確的共振曲線和線寬，必須在測(cè)量時(shí)消除頻散，使裝有樣品的諧振腔頻率始終與輸出諧振腔的微波頻率相同（調(diào)諧）。因此在逐點(diǎn)測(cè)繪鐵磁共振曲線，相當(dāng)于每一個(gè)外加的恒磁場(chǎng)都要稍微改變諧振腔的諧振頻率，使它與微波頻率調(diào)諧，但這在實(shí)驗(yàn)中很難做到。如果在測(cè)量時(shí)不逐點(diǎn)調(diào)諧，樣品的頻散效應(yīng)又不能忽略（特別是在窄ΔH的情況下），在正確地考慮了頻散的影響后，也可以用修正公式從測(cè)量的P－H曲線定出ΔH： , （）如果檢波晶體管的檢波滿足平方律關(guān)系，則檢波電流I∝P，則：, （）這樣就可以由I—H曲線測(cè)定共振線寬ΔH。a． 打開三厘米固態(tài)信號(hào)發(fā)生器電源預(yù)熱半小時(shí)。b． 將微波諧振腔的信號(hào)輸出端接入微安表。c． 調(diào)節(jié)波導(dǎo)上的衰減器，使微安表有一定的讀數(shù)（一般50μA）。d． 調(diào)節(jié)波長(zhǎng)表使微安表讀數(shù)達(dá)最小值，讀取波長(zhǎng)表的刻度值，由刻度值和頻率對(duì)照表求得微波頻率。e． 波長(zhǎng)表調(diào)離諧振點(diǎn)，使微安表讀數(shù)回到原來(lái)近似值。通過(guò)波長(zhǎng)表測(cè)頻率v 檢流電流max檢流電流min波長(zhǎng)表讀數(shù)頻率80439010MHz。f． 將微波諧振腔的信號(hào)輸出端接入磁共振實(shí)驗(yàn)儀的“檢波輸入”端。g． 將線圈的“掃場(chǎng)”接線端接入試驗(yàn)儀的“掃場(chǎng)”端。h． 按下實(shí)驗(yàn)儀的“掃描/檢波”按鈕。i． 按下示波器的“XY” 按鈕。j． 調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流達(dá)共振點(diǎn)（極小值）處，觀察示波器的波形。 鐵磁共振信號(hào)，并根據(jù)曲線求出共振線寬ΔΗ。k． 將諧振腔有樣品的部分放入磁場(chǎng)中心位置。l． 將線圈的“磁場(chǎng)”接線端接入磁共振實(shí)驗(yàn)儀的“磁場(chǎng)”端。m． 調(diào)節(jié)磁共振實(shí)驗(yàn)儀“磁場(chǎng)”旋鈕改變勵(lì)磁電流的大?。?—最大,），每改變一次，記下一組勵(lì)磁電流（A）和波導(dǎo)輸出電流（μA）的值，測(cè)一條曲線。查表將勵(lì)磁電流值（A）轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B（mT）。（中間點(diǎn)可用插值法估算）。測(cè)量過(guò)程中不要改變衰減量和波長(zhǎng)表。n． 反過(guò)來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流由高到低（最大—0），測(cè)出另一條曲線。 o． 在同一坐標(biāo)紙上畫出兩條I（μA）B（mT）曲線，由兩條曲線分別求B及g因子。最后求出B及g因子平均值。（,γ=g/）,查教材后《物理學(xué)常量表》 。求共振線寬表ImaxIminI中間值Hmax(mT)Hmin(mT)差值ΔН(mT)9025398020328522356903449803145N檢波電流（uA）磁場(chǎng)電流(A)N檢波電流（uA）磁場(chǎng)電流(A)N檢波電流（uA）磁場(chǎng)電流(A)1 107 213 2 108 214 3 109 215 4 110 216 5 111 217 6 112
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