Юный техник 1971-04, страница 45

Интересно, что идея проведения такого опыта в те же самые годы пришла в голову и двум другим физикам, тогда еще совсем молодым, П. JT. Капице и И. Н. Семенову. Но они смогли только поставить проблему. В период разрухи и гражданской войны в Советской России не было возможностей для эксперимента.

Идея о парамагнитном резонансе была высказана через два года после опытов Штерна и Герлаха молодым советским физиком Я. Дорфманом. Что будет, спросил он себя, если на электронные диполи, выстроенные в большом постоянном магнитном поле, подействовать переменным магнитным полем? Это переменное магнитное иоле начнет «трясти» микроскопические электронные магнитики и при некоторых условиях окажется в состоянии перебрасывать их из положения по полю в положение против поля, и наоборот. Это явление и стало называться электронным парамагнитным резонансом, сокращенно ЭПР.

Резонансом вообще называют избирательную чувствительность какого-либо явления в частоте. Если, стоя на качелях, вы будете приседать слишком часто, вам не удастся их раскачать. И такой же конфуз вас постигнет, если вы будете приседать слишком медленно. Только при определенной частоте приседаний вы сможете взлететь высоко.

Так вот, электронные диполи,- находящиеся в постоянном магнитном поле, будут перебрасываться из одного положения в другое только переменным магнитным полем определенной частоты. Существование переменных полей другой частоты они будут просто не замечать. Это связано с законом сохранения энергии. Когда электронный диполь переворачивается, например, из положения по полю в положение против поля, его потенциальная энергия, как мы видели раньше, увеличивается. Его снабжают энергией. Образно говоря.

переменное поле должно несколько раскошелиться, если оно хочет повернуть электрон, а раскошелиться оно может далеко не всегда. В этом весь фокус.

Сможете ли вы позвонить по автомату, если у вас есть только однокопеечные монеты? А если только трехкопеечные? Переменное магнитное поле состоит как бы из неразменных монет вполне определенного достоинства.

Энергия электромагнитного поля квантована: она может передаваться только определенными порциями — квантами. Установление этого фундаментального факта Максом Планком явилось началом новой эры в физике.

Величина кванта переменного электромагнитного поля определяется его частотой: чем выше частота, тем большими порциями передается энергия поля. При повороте электронного магнитного диполя его энергия изменяется на вполне определенную величину, зависящую от величины постоянного поля: она ведь тоже квантована. Значит, только магнитное поле вполне определенной частоты способно совершить этот акт. Если частота поля меньше, то энергии кванта не хватит, чтобы повернуть электрон. Если частота поля больше, то скажите, пожалуйста, куда кванту девать избыток энергии? Ведь трехкопеечная монета не может пролезть в щель телефона-автомата.

Теперь вам понятно, почему явление, рассмотренное Я. Дорфманом, называется электронным парамагнитным резонансом? Да, еще нужно объяснить, откуда взялась приставка «пара». Просто те вещества, в которых имеются нескомпенсированные друг другом электронные магнитные диполи, как в атоме серебра, называются парамагнитными, в отличие от диамагнитных, у которых все электронные диполи попарно скомпенсированы.

43