Рубин А.Б. Современные методы биофизических исследований (Практикум по биофизике)

Подождите немного. Документ загружается.

О X

роксильных радикалов обусловлена ря-

дом причин, одной из которых является

экранирование

/V — О-группы четырьмя

СН

-группами. Однако нитроксильные

радикалы не являются абсолютно инерт-

ными.

Они

могут

восстанавливаться це-

лым рядом восстановителей, например

аскорбиновой кислотой. Восстановление

нитроксильных радикалов часто наблю-

дается при их внедрении в мембраны

хлоропластов и митрохондрий за

счет

реакций

с эндогенными восстановителя-

ми:

аскорбиновой кислотой, хинонами.

Особенности спектра ЭПР можно по-

нять

рассмотрев

схему

строения пара-

магнитного фрагмента нитроксильных

радикалов (рис. 108). Неспаренный элек-

трон локализован на 2 р-орбитали атома

азота.

Взаимодействие неспаренного элек-

трона с ядром атома азота приводит к

появлению в спектре СТС, состоящей из

трех

линий равной интенсивности (спин

ядра азота / = 1). Поскольку неспарен-

ный

электрон находится на р-орбитали,

не

имеющей сферической симметрии, это

приводит к появлению анизотропной

СТС.

За

счет

поляризации s-орбиталей

атома азота неспаренным электроном по

механизму спиновой поляризаии появ-

ляется изотропное контактное взаимо-

действие

между

неспаренным электроном

ядром. Это приводит к проявлению

спектре ЭПР нитроксильных радикалов изотропной СТС. Ани-

зотропия СТС хорошо наблюдается для нитроксильных радикалов,

ориентированных относительно внешнего поля. Такие радикалы

можно получить внедрив радикал в монокристалл. Спектры жестко

ориентированного радикала приведены на рис. 108. Видно, что

значение константы сверхтонкого расщепления зависит от ориента-

ции

радикала относительно внешнего поля. Наибольшее расщеп-

ление наблюдается, когда направление внешнего поля совпадает

с осью z-радикала. В этом

случае

значение локального поля,

создаваемого ядром азота в точке нахождения неспаренного элек-

трона, максимально, поскольку

угол

между

внешним полем и

осью, соединяющей электрон-ядро, равен нулю:

Рис.

108. Молекулярные оси

парамагнитного фрагмента

нитроксильных радикалов

(А) и спектры ЭПР жестко

ориентированного нитро-

ксильного радикала (Б)

Магнитное поле ориентировано

вдоль осей х—1, у—2, г—3; 4 —

спектр ЭПР радикала, быстро

вращающегося в растворе

251

Когда

угол

9 равен л/2, т. е. при ориентации осей х я у радикала па-

раллельно внешнему полю константа СТС уменьшается. При измене-

нии

ориентации радикала относительно направления внешнего поля

изменяется и g-фактор, что указывает на анизотропию g-фактора.

Спектры ЭПР ориентированных радикалов характеризуются значе-

ниями

константСТС и g-фактора, наблюдающимися при ориентации

внешнего поля по осям радикала.

Таблица.

Значения

констант

сверхтонкого

взаимодействия

(А)

g-фактора

для двух

ориентированных

радикалов

Радикал

н,с сн

0=/

N—0

СН

(СН

)

N—0

(СН

)

.l0.

мТл

31.78

мТл

5,2

7,59

мТл

5,2

5,95

«г г

2,0027

2,00270

«VX

2,0089

2,00872

2,0061

2,00616

Примечание.

Символы г, х. у относятся к случаям ориентации внешнего поля по соот-

ветствующим осям радикала.

Таким

образом, спектры ЭПР нитроксильных радикалов

«чувст-

вительны» к ориентации радикала относительно внешнего поля.

Если нитроксильный радикал находится в жидкой среде, то

быстрое изотропное движение радикала приводит к усреднению ани-

зотропии и в спектрах проявляется изотропная СТС со средней кон-

стантой взаимодействия:

go = П/3)(£

хж

-г

~g-J.

При

уменьшении скорости молекулярного движения спектр ЭПР

нитроксильного зонда претерпевает изменения, показанные на

рис.

109. Эти изменения связаны с тем, что при малой скорости моле-

кулярного движения анизотропные взаимодействия перестают

усред-

няться

и начинают вносить вклад в наблюдаемый спектр ЭПР. Сна-

чала это проявляется в уширении линий и изменении соотношения

амплитуд в пределах спектра ЭПР, затем в сдвиге крайних компо-

нентов.

Для характеристики скорости молекулярного движения исполь-

зуют

время корреляции, которое равно времени переориентации ра-

252

дикала на

угол

90° от первоначаль-

ного положения. Определение вре-

мен корреляции производят, исхо-

дя из различных параметров спект-

ра ЭПР. Для значений времен

корреляции,

лежащих в интервале

5-10-

<т

<; 10""'с, используют

соотношение

6,65ДЯ

(|//

//-1— 1) Ю-

с,

где АЯ+1 — ширина низкополь-

ного компонента в спектре ЭПР.

и /_, —амплитуды низкополь-

ного и высокопольного компонен-

тов спектра (рис. 109).

случае

более медленных дви-

жений (т >

7-10""

с) времена кор-

реляции

можно измерять по

расстоянию

между

внешними

экстремумами спектра, используя

параметр (1 — S). где

ЗЮ'

Рис.

109. Модельные спектры ЭПР

нитроксильных

радикалов при

различных временах корреляции

где

2Л«и2А

2г

— расстояния

между

внешними

экстремумами спектра

при

данном и предельно большом

времени корреляции, Н-.

и Я

•—

напряженность поля, соответствую-

щая

этим экстремумам.

Время корреляции связано с параметром (1 — S) соотношением

т = а (1 — S)

, где а и b — параметры, зависящие от модели

движения и электронной

структуры

радикала.

Разработанные теоретические

подходы

интерпретации спектров

ЭПР

учитывают

не только скорости, но и характер движения, кото-

рое может быть изотропными или анизотропным (т для вращения

относительно различных осей молекулы отличаются). Вращение мо-

жет быть непрерывным либо происходить перескоками из одной ори-

ентации в

другую

(скачкообразная

диффузия).

Время корреляции,

характеризующее скорость вращения радикала, определяется мик-

ровязкостью того участка системы (макромолекулы или биомембра-

ны),

где локализован нитроксильный радикал. Время корреляции

приближенно можно оценить из соотношения Стокса — Эйнштейна

253

\S'W~

Tj,

Рис.

ПО. Анизотропный спектр

ЭПР

спинового зонда в липосо-

мах

т = 4nR

i\!(3kT), где R —

радиус

нитроксильного радикала, если

предполагать сферическую форму

молекулы радикала; т| — вязкость.

Используя это соотношение, можно

приближенно определить микро-

вязкость, рассчитав т из спектра

ЭПР.

В настоящее время для расчета

времен корреляции, равно как и

других

параметров, характеризую-

щих движение нитроксильного ра-

дикала в исследуемой системе, ши-

роко

применяют моделирование

спектров с помощью ЭВМ, что в

ряде

случаев

является единствен-

ным

подходом для интерпретации спектров ЭПР спиновых зондов

меток.

Помимо

времен корреляции для характеристики движения нит-

роксильного радикала применяют и

другие

параметры. Например,

параметр,характеризующий анизотропию движения нитроксильного

радикала —

параметр

упорядоченности.

При обсуждении спектра

ЭПР

нитроксильного радикала в монокристалле отмечалось, что

константа сверхтонкого расщепления меняется в зависимости от

ориентации осей радикала относительно внешнего магнитного поля.

В поликристаллических образцах спектр ЭПР представляет собой

суммарный сигнал радикалов, по-разному ориентированных по от-

ношению к магнитному полю (рис. 110). Если исследуемая система

обладает

упорядоченностью (как, например, ориентированные бис-

лои липидов), то встроенный в

такую

систему радикал может быть

тоже

ориентирован определенным образом. Вращение ориентирован-

ных липидных пленок в поле магнита меняет и ориентацию встроен-

ного радикала относительно внешнего поля. В

результате

можно

получить зависимость констант СТВ и g-фактора для различных ори-

ентации пленки и определить

«геометрию»

встраивания радикала в

пленку.

При

встраивании в липосомы радикалы то же

могут

быть ориенти-

рованы относительно плоскости липосомальной мембраны. Однако

сами липосомы не ориентированы в поле магнита. В этом

случае

ре-

гистрируемый спектр ЭПР

будет

представлять собой суммарный

спектр по-разному ориентированных радикалов, подобно

спектру ЭПР в поликристаллических образцах, но в липосомаль-

ной

мембране движение радикалов может происходить достаточно

быстро, что

будет

частично приводить к усреднению анизотропии

СТС.

В этом

случае

в спектре ЭПР

удается

выделить компоненты,

которые обусловлены радикалами, ориентированными перпендику-

лярно

и параллельно по отношению к внешнему полю (рис. ПО).

254

Крайние

компоненты обусловлены радикалами, у которых

-op-

биталь азота ориентирована параллельно полю; в центральной части

спектра наблюдаются компоненты сигналов радикалов с перпендику-

лярной

по отношению к внешнему полю ориентацией р

-орбитали.

Очевидно, что нарушение ориентации радикалов относительно плос-

кости мембраны или изменения самой мембраны

будет

приводить к

изменениям

характера движения радикала в мембране и тем самым в

регистрируемом спектре.

Для характеристики анизотропии движения радикала и, следова-

тельно, анизотропии исследуемой системы применяют

параметр

ориентации

-(\,2)(A

где параметры Л'и и А\ приведены на рис. 110, a A

Ufl

—

параметры, получаемые из спектров ориентированных радикалов.

Если все молекулы зонда ориентированы так, что ось р

-орби-

тали параллельна внешнему полю, то S= 1. Разупорядочение

ориентации радикалов в системе уменьшает значение S; для быстро-

го изотропного движения S — 0.

Таким

образом, нитроксильные радикалы являются чувствитель-

ными

«датчиками», позволяющими исследовать структурно-дина-

мические свойства биомембран и макромолекул. Возможности мето-

да спиновых зондов и меток не ограничиваются только измерениями

времени корреляции и параметров ориентации. С помощью этого ме-

тода

исследуют

такие процессы, как движение липидов вдоль поверх-

ности мембраны (латеральная диффузия) и перемещение липидных

молекул

между

наружной и внутренней поверхностями мембраны

(флип-флоп-переход). С помощью спин-меток

изучают

пространствен-

ное расположение отдельных групп в белках и нуклеиновых кисло-

тах, конформационные переходы, связанные с функционированием

ферментов, и целый ряд

других

проблем молекулярной динамики.

В настоящее время разрабатываются методы, позволяющие суще-

ственно расширить диапазон времен, молекулярных движений, изме-

ряемых с помощью спиновых меток и зондов. В обычном варианте

метода спиновых меток

удается

измерять времена корреляции в диа-

пазоне 10~

— 10~

с. Сейчас становится возможным измерять

существенно более медленные движения (до Ю~

с), характерные

для движения интегральных мембранных белков.

Некоторые экспериментальные приемы. Современные спектро-

метры ЭПР

обладают

довольно высокой чувствительностью, которая

определяется количеством парамагнитных центров, обнаруживае-

мых прибором. Эти данные приводятся обычно в описании спектро-

метров. В настоящее время спектрометры ЭПР трехсантиметрового

диапазона способны обнаружить в образце примерно 10

парамаг-

нитных частиц (при отношении сигнал/шум, равном единице). Од-

255

нако

для реализации высокой чувствительности прибора необходи-

мо учитывать целый ряд факторов, которые кратко обсуждены в этом

разделе.

Подготовка

образцов.

При измерениях сигналов ЭПР образцы помещают

цилиндрические ампулы или плоские кюветы в зависимости от типа резо-

натора.

Образцы

могут

быть лиофильно высушены, заморожены либо находиться

водном или

другом

растворе в зависимости от условий эксперимента. На-

ибольшие затруднения вызывают измерения сигналов ЭПР образцов, содер-

жащих большие количества жидкой воды, поскольку присутствие воды вызы-

вает заметное падение чувствительности спектрометра. В силу этого для из-

мерения

водных растворов или

других

водосодержащих образцов применяют

цилиндрические ампулы диаметром не более 1 мм или плоские кварцевые кю-

веты с внутренним зазором около 0,25 мм. В общем

случае

размер образца

(высота заполнения ампулы, диаметр ампулы) определяется эксперименталь-

но

для данного типа образцов. Размеры образца выбираются такими, чтобы

получить максимальный по величине сигнал.

Амплитуда

модуляции.

В большинстве современных спектрометров

частота модуляции составляет 100 кГц (например, РЭ-1306, РЭ-1307,

Varian

ЕЗ,

Е4). В разделе, посвященном описанию конструкции спектрометров ЭПР,

отмечалось, что при большой амплитуде модуляции наблюдаются сильные

искажения

спектра. При увеличении амплитуды модуляции Я

амплитуда

сигнала сначала линейно возрастает, а затем начинает уменьшаться. Возрас-

тание амплитуды, однако, сопровождается уширением сигнала. Для линий га-

уссовой формы максимальное значение амплитуды сигнала достигается при

, равном ~ 1,8

АЯ

тах

линия при этом уширена в 1,6 раза.

Амплитуду

модуляции выбирают из требований эксперимента. Если не-

обходимо зарегистрировать слабый сигнал, то амплитуда модуляции выби-

рается такой, чтобы получить сигнал максимальной величины. В этом слу-

чае, если требуется достичь хорошего разрешения сигнала, амплитуда

моду-

ляции

выбирается малой (~в 5 раз меньше А#

тах

), чтобы получить неиска-

женный

сигнал.

Мощность

СВЧ-излучения.

Если увеличивать мощность СВЧ-излуче-

ния,

падающего на образец, то амплитуда сигнала сначала возрастает, затем

по

достижении максимума может уменьшиться. Этот эффект называют на-

сыщением;

он связан с тем. что при больших мощностях СВЧ процессы релак

сации

не

могут

поддерживать больцмановское паспределение в системе спи-

нов,

что приводит к выравниванию населенностей верхнего и нижнего уров-

ней

и падению сигнала. В условиях насыщения происходит и некоторое уши-

рение линий. Мощность СВЧ подбирают экспериментальным путем. Регист-

рируют зависимость амплитуды сигнала от СВЧ-мощности, а затем выбирают

мощность СВЧ такую, при которой не происходит искажения формы линий

(приблизительно на 25% ниже той, при которой наблюдается максимальный

сигнал).

Определение

концентрации

парамагнитных

центров.Концентрацию пара-

магнитных центров определяют путем сравнения исследуемого сигнала с сиг-

налом стандарта. Площадь под кривой поглощения пропорциональна кон-

центрации

парамагнитных частиц. Подсчитав площади под кривыми поглоще-

ния

исследуемого сигнала и стандарта, можно определить концентрацию па-

рамагнитных центров в исследуемом образце: с

В качестве

•стандартов обычно применяют стабильные радикалы: дифенилпикрилгид-

разил, нитроксильные радикалы. Можно использовать соли парамагнитных

ионов:

MnSOj, CuSO

-5HjO.

Для определения концентрации измерение сигналов исследуемого образ-

ца

и стандарта нужно проводить в отсутствие насыщения и при одинаковой

температуре.

Амплитуду

модуляции выбирают так, чтобы получить макси-

мальную величину сигнала, особенно при регистрации слабых сигналов. Это

256

важно для надежного вычисления площади. Растворители у стандарта и об-

разца должны быть одинаковы. Регистрацию сигналов нужно проводить в

одной и той же (или одинаковых) ампуле или кювете.

Концентрацию

парамагнитных частиц в исследуемом образце определяют

выражением

(cKaH)*

HOA

S(S

где Л — площадь под кривой поглощения, G — усиление усилителя,

моя

—

нмпл.'.'туда модуляции, (скан) — величина развертки магнитного поля.

Площадь под кривой поглощения вычисляют путем двойного графиче-

ского интегрирования сигнала, поскольку сигнал регистрируется в виде пер

вой производной. В современных спектрометрах эта процедура выполняется

с помощью компьютера.

Определение

констант

сверхтонкого

расщепления,

Д#

тах

g-факшори

Определение констант сверхтонкого расщепления проводят с использованием

эталонов.

В качестве эталонов удобно использовать образцы, спектр которых

состоит из нескольких линий, например

Мп

в кристаллической решетке

MgO. Спектр ЭПР этого эталона состоит из шести линий, далеко отстоящие

друг

от

друга.

Сигналы свободных радикалов при одновременной записи это-

го эталона с исследуемым образцом располагаются

между

3-й и 4-й линиями

спектре марганца. Расстояние

между

этими линиями равно х,67 мТл. Зная

это значение, легко вычислить константы СТС в спектре исследуемого ради-

кала. Точно так же определяют и

max

одиночной линии.

g-Фактор исследуемого сигнала можно также определить с использова-

нием

эталона

Мп

в MgO:

гле g

и g

— g-факторы 3-й и 4-й линий в спектре

d — расстояние

между

ними на ленте самописца; / — расстояние

между

центром линии образ-

на

и 3-й линии эталона. Числовые значения: g

— 2,031; g, -

1.9812

Примерное

построение

учебной

работы

Для выполнения работы требуются: плоская кварцевая кювета с внутренним

зазором 0,25 мм или кварцевые капилляры с внутренним диаметром 0,8—

мм; дифенилпикрилгидразил (ДФПГ), содержание ДФПГ в образце 10~

М:

нитроксильный

радикал в виде раствора известной концентрации (10~

•-

10~

М); эталонный образец

Мп

в MgO (обычно придается к спектро-

метрам ЭПР).

1. Ознакомиться с устройством прибора и подготовить прибор к работе

по

приложенной инструкции.

2. Выбрать условия регистрации сигналов ЭПР:

а) записать сигналы ЭПР и раствора нитроксильного радикала (10~

М),

выбрав соответствующий диапазон и скорость развертки;

б) исследовать влияние амплитуды высокочастотной модуляции магнит-

ного поля на форму сигналов ДФПГ и нитроксильного радикала.

3. Определить параметры сигналов ЭПР нитроксильного радикала:

а) записать сигнал ЭПР раствора нитроксильного радикала совместно

с сигналом эталона

Мп

в MgO;

б) пользуясь значениями ^-факторов 3-й и 4-й линий спектра

Мп

MgO, определить g-факторы для каждой из

трех

линий спектра нитроксиль-

ного радикала;

257

в) рассчитав

из

спектра

Мп

в MgO

масштаб

на

ленте самописца

миллитесла

определить константу сверхтонкого взаимодействия

ширину

между

точками максимального наклона А#

тах

для

каждого

из

компонентов

спектра нитроксильного радикала;

г) приготовить раствор нитроксильного радикала (К)-

— 10—* М)

этиловом спирте;

смеси 70%-ного спирта

30%-ного глицерина;

смеси

30%-ного спирта

70%-ного глицерина;

чистом глицерине.

Зарегистрировать сигналы нитроксильного радикала

указанных

средах

рассчитать

т для

каждого спектра.

4. Зарегистрировать сигналы

ЭПР

хлоропластов:

а) зарегистрировать сигнал

ЭПР от

суспензии хлоропластов

мг'мл)

темноте

и при

освещении красным светом

(X > 700 нм.

фильтр КС-19);

б) используя сигнал

Мп

в MgO,

определить

-фактор

ширину

между

точками максимального наклона

для

темнового

фотоиндуцированного

сигналов

ЭПР

хлоропластов;

в) выключить развертку

установить величину постоянного магнитного

поля,

соответствующую

максимуму фотоиндуцированного сигнала; включая

выключая свет, зарегистрировать кинетику фотоиндуцированного сигнала

ЭПР;

г) зарегистрировать сигнал

ЭПР

хлоропластов

при

освещении красным

светом

(X = 650 нм и

Я.

J> 700 нм);

добавить

суспензии хлоропластов

ин-

гибитор фотосинтеза диурон

(10~

М),

наблюдая

за его

влиянием

на

величи-

ну сигнала, индуцированного светом

той и

другой

волны;

д) определить концентрацию фотоиндуцированных парамагнитных цент-

ров

хлоропластах;

качестве эталона использовать раствор водораствори-

мого нитроксильного радикала

воде

(10~

— 10~

М);

спектры исследуе-

мой

суспензии хлоропластов

стандарта записывать либо

одной

и той же

плоской

кювете, либо

одном

и том же

капилляре.

Концентрацию

парамагнитных центров рассчитывать

по

формуле

где

D —

фактор мультиплетности,

D =

S^i^max'

2У; —

сумма ампли-

туд

всех

линий

спектре;

тах

—

амплитуда максимальной линии.

Ядерный

магнитный

резонанс

Явление

ядерного

магнитного

резонанса

(ЯМР) сходно по

прин-

ципам

с ЭПР, но в отличие от последнего ЯМР обусловлено наличи-

ем магнитных моментов у ряда ядер.

Магнитный

момент ядра связан с собственным моментом количе-

ства движения ядра, равным М/(2я), где / — спин ядра. / может

быть равным нулю, целым или полу целым числом. Магнитным

моментом

обладают

ядра, у которых / Ф 0. Магнитный момент яд-

ра связан с механическим моментом соотношением |.i =• у

\lh/(2n)],

где у — гиромагнитное отношение данного ядра.

Спин

протонов и нейтронов равен 1/2,

отсюда

можно предполо-

жить, какие ядра

обладают

магнитным моментом. Если в ядре со-

держится четное число протонов и нейтронов, т. е. в системе Менде-

леева элемент имеет четный порядковый номер и четное массовое

число, то / = 0. Следовательно, такое ядро не

обладает

магнитным

моментом (например, 6

С, g

0). Если порядковый номер нечетный, а

258

массовое число четное (ядро содержит нечетное число протонов и

нейтронов),

то спин ядра целый (7

N, ?D). При нечетном массовом

числе ядро содержит нечетное число протонов и четное число нейтро-

нов

(или наоборот), спин ядра —полуцелый (Ш, 9

F, 15P, 7

N, "Q.

Пусть ядро

обладает

спином / = 1/2. При помещении вещества,

содержащего такие ядра (например, протены), в магнитное поле Н

магнитные моменты ядер ориентирутся параллельно или антипа-

раллельно приложенному магнитному полю. Энергия состояний с па-

раллельной и антипараллельной ориентациями равна соответствен-

но

— fi#

fitf

Разность энергий Д£ равна

2\iH

При

воздействии на систему ядер электромагнитного излучения

частотой v это излучение

будет

поглощаться в системе при усло-

вии

/iv

2цН

что аналогично условию резонанса в ЭПР. Маг-

нитные

моменты ядер существенно меньше магнитных моментов

электронов

(для протона примерно в

2000

раз). В силу этого резо-

нансные

частоты ядер расположены в более низкочастотной области

(от 1 до 500 МГц).

В этом разделе не

будут

подробно рассмотрены переходы в систе-

ме ядер под влиянием радиочастотного излучения, ибо они аналогич-

ны

ЭПР. Необходимо лишь отметить, что разница в населенностях

верхнего и нижнего состояний для ЯМР очень мала и составляет при

комнатной

температуре ~ 10~

от общего числа ядер. Это приводит

тому,

что интенсивность поглощения в спектрах ЯМР мала по срав-

нению

с ЭПР. Спектр ЯМР регистрируется в виде зависимости погло-

щенной

в образце энергии от частоты v.

Классическое

описание ЯМР

Для объяснения явления ЯМР часто применяют описание, основан-

ное

на классических представлениях о поведении магнитного момен-

та ядра. Такое описание

подходит

для рассмотрения явлений маг-

нитного

резонанса вообще. Для ЯМР оно окаывается более нагляд-

ным

при обсуждении целого ряда эффектов. Магнитный момент об-

разца складывается из магнитных моментов отдельных ядер: М —

отсутствие

внешнего поля магнитные моменты ядер ориентиро-

ваны

хаотически и суммарный магнитный момент М равен нулю.

Если

к образцу приложить магнитное поле напряженностью Н„,

то магнитные моменты ядер начинают прецессировать в поле Н

вокруг направления вектора Н

с частотой ш

-~ YH

В лаборатор-

ной

системе координат с осью 2, направленной по Н„ (рис. 111).

Прецессия

магнитных моментов в поле Н

описывается известной в

механике теоремой Лармора, ы

— частота ларморовой прецессии.

Каково

поведение ц в системе координат, вращающейся относи-

тельно лабораторной с частотой to (рис. 111)? В такой системе ко-

254

ординат ц прецессирует с частотой, равной (ю' —

<а

)

относительно

эффективного

поля Н, т. е. (о — ю

) = ?Н. Тогда Н =

<л

/у

—

<а/у

= Н„ —

<а/у.

Величину <о/-у можно рассматривать как маг-

нитное поле, направленное антипараллельно Н

В квантово-механическом описании магнитного резонанса систе-

му спинов выводят из равновесия электромагнитным излучением оп-

ределенной частоты. В рассматриваемой модели действие такого из-

лучения можно представить следующим образом. Если к системе

приложить линейно поляризованное в плоскости ху переменное поле

с частотой (•> и напряженностью 2/У,, то такое поле можно разло-

жить на две составляющие с напряженностью //,, поляризованные по

кругу

в противоположных направлениях. В дальнейшем

будет

рассмотрена только составляющая, вращение которой совпадает с

направлением прецессии магнитного момента. В этом

случае

во вра-

щающейся системе координат на магнитный момент (л

действует

эф-

фективное поле, равное векторной

сумме

, <о^> и Н

(рис. 111):

Если со =- <о

, то

фф

= Н^ Это означает, что при резонансе, т. е.

при

совпадении частоты вращения поля Н, с частотой ларморовой

прецессии магнитного момента <о

, магнитный момент ядра отклоня-

ется от своего первоначального значения и начинает прецессировать

относительно поля Н, с частотой со, = -уН,.

При

приложении магнитного поля Н

к образцу в силу того, что

существует

некоторый переизбыток ядер, ориентированных парал-

лельно внешнему полю, появляются макроскопический магнитный

момент, прецессирующий относительно направления внешнего поля,

составляющая М

относительно лабораторной оси г (рис. 112).

В плоскости ху составляющая магнитного момента равна нулю, по-

"о'

ш/У

У'

Рис.

111.

Ларморова прецессия магнитного момента протона

магнитном

по-

ле

{А).

Эффективное магнитное паче

во

вращающейся системе координат

отсутствие

(Б) и в

присутствии

(В)

поля

Н,

260