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Experimentelle Physik III - Arbeitsgruppe Prof. Suter

Kern Spin Resonanz

Traditionell die wichtigste physikalische Messmethode an E3 ist die magnetische Resonanz. Sie basiert auf dem Zeeman Effekt, also der Aufspaltung der Spinzustände von Elektronen und Kernspins unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes. Dafür wird das zu untersuchende Material in ein starkes (typisch 0.1 - 20 T) statisches Magnetfeld gebracht. Ein alternierendes Magnetfeld senkrecht zum statischen Magnetfeld erzeugt Übergänge zwischen den Spinzuständen, wobei die Resonanzfrequenzen im Fall der Kernspinresonanz typischerweise im Bereich von einigen MHz bis zu einigen 100 MHz liegen, im Fall der Elektronenspinresonanz im Bereich von einigen GHz. Die Methode ist sehr breit anwendbar und hat deshalb auch ausserhalb der Physik eine breite Palette von Anwendungen gefunden. Insbesondere in der Chemie ist sie eine der wichtigsten analytischen Methoden geworden und wird für die Untersuchung von molekularen Strukturen und Bewegungsprozessen verwendet. In der Medizin ist sie in den letzten Jahren ebenfalls zu einer routinemässig eingesetzten Untersuchungsmethode geworden. Neben der gezeigten Anwendungsmöglichkeit als bildgebende Methode kann auch ortsaufgelöst am lebenden Organismus Spektroskopie betrieben werden. Dafür ist vor allem die Tatsache wichtig, dass die Methode nicht invasiv ist.

NMR