Kernspin: Verskil tussen weergawes

Content deleted Content added
Jcwf (besprekings | bydraes)
taalversorging
Lyn 1:
'n '''Kernspin''' is 'n [[kwantummeganika|kwantummeganiese]] eienskap van die kern van 'n [[atoom]].
[[Lêer:Gyroscope precession.gif|duimnael|150px|Die presessie van 'n giroskoop is 'n klassieke analoog van die gedrag van 'n kernspin]]
Oppervlakkig (of liewer: klassiek) gesien kan ons 'n atoomkern voorstel as 'n deeltjie wat soos die planeet Aarde of 'n giroskoop om sy eie as wentel.
 
In die kwantummeganika word egter uitgegaan van die dualiteitsbeginsel wat sê dat deeltjies altyd ook golfeienskappe soos 'n golflengte besit. Wanneer 'n golf weerkaats word of om sy eie as draai kan daar interferensie met homself optree en dit lei daartoe dat net bepaalde toestande van die [[Spin (fisika)|spin]] <math>\vec I</math> moontlik is. Hierdie toestande word bepaaldbeskryf deur kwantumgetalle. Vir die kernspin word meestal die simbool '''I''' gebruik, vir die elektrone gebruik mens meestal '''s'''.
 
Die waarde van I bepaal die [[hoekmomentum]] van die deeltjie volgens die formule:
Lyn 12:
 
== Waardes van I ==
VirElke iederisotoop se kern van ieder isotoop is daarhet 'n eiespesifieke waarde van die kwantumgetal I. Hierdie getal kan waardes bereik vanaf 0 tot 8 in stappe van ½. Byvoorbeeld <sup>4</sup>He -die [[alfadeeltjie]] het 'n spin I=0, <sup>1</sup>H -die proton- het I=½, die niobiumisotoop <sup>90</sup>Nb het I=8 wat die hoogste waarde is wat in die periodieke tabel voorkom.
 
Die waarde van die kernspin hang af van die aantal protone (Z) en neutrone (N) in die kern.<ref name="mri1">{{cite web|url=http://mri-q.com/predict-nuclear-spin-i.html|title=mri-q.com ''Predicting nuclear spins''|language=en}}</ref> Ons kan drie gevalle onderskei:
Lyn 26:
[[Lêer:S projecting onto z axis.PNG|duimnael|Presessie van 'n spin in 'n magnetiese veld|links]]
 
'n Kernspin kan 2I+1 spintoestande aanneem. Byvoorbeeld 'n spin I=3 kan 7 spintoestande |-3>, |-2>, |-1>, |0>, |1>, |2> en |3> aanneem. Sonder 'n magneetveld is hulle ontaard, wat beteken dat hulle dieselfde energie besit. In die aanwesigheid van 'n magnetiese veld '''B<sub>o</sub>''' tree Zeemansplitsing op en het hulle verskillende energieë. In 'n magneetveld sal 'n spin 'n presessiebeweging gaan uitvoer, soos 'n tol in die swaartekragveld van die aarde en ook [[Aksiale presessie|die aarde self]]. Die spintoestande gee dié komponent van die totale spin aan wat in die rigting van die magneetveld wys (die z-komponent). Byvoorbeeld vir die |0> toestand tolis die I-spin [[loodreg]] opaan B rond en die z-komponent van die spin (in rigting van die magneetveld) is nul.
 
Vir 'n proton met I=½ (of 'n elektron met s=½ soos getoon in die afbeelding) is daar net 2*½+1=2 spintoestande en die energiesplitsing tussen hulle is direk eweredig metaan die grootte van die magneetveld.<ref>{{cite web|url=http://mri-q.com/energy-splitting.html|title=mri-q.com ''Zeeman splitting''|language=en}}</ref>
 
== Spektroskopie ==
[[Lêer:EPR splitting.jpg|duimnael|Zeemansplitsing vir 'n elektronspin s=½]]
SpinsSpinne met I=0 besit net een spintoestand en dit maak hulle ongeskik vir spinspektroskopie. SpinsSpinne I=½ is baie geskik vir [[kernspinresonansie]]. Groter spinsspinsne kan ook gebruik word, maar dit werk mindernie so goed nie.
 
Al die elemente van die periodieke tabel besit ten minste een isotoop wat vir resonansie gebruik kan word, maar dit is nie altyd die volopste isotoop nie. Veral vir elemente met Z=ewe het die volopste isotoop meestal I=0.<ref name="mri1" />