Larmorfrequenz

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Mit der Larmorfrequenz präzediert der Spin eines Atomkernes um das Magnetfeld.

Die Larmorfrequenz ist nach dem irischen Physiker Joseph Larmor benannt.

Inhaltsverzeichnis

1 Beschreibung
2 Chemische Verschiebung
3 Siehe auch
4 Weblinks

[Bearbeiten] Beschreibung

Die Präzession des Atomkernspins um ein äußeres Magnetfeld ist vergleichbar mit einem Kreisel, dessen Symmetrieachse nicht mit dem Drehimpuls identisch ist. Da aber der Drehimpuls eine Erhaltungsgröße ist, muss eine weitere Rotation existieren, die Präzession.

Stimmt die Richtung des Spins nicht mit der Richtung des äußeren Magnetfeld überein, wirkt auf den Spin eine Kraft ein, die zu einer Präzession des Spins um das Magnetfeld führt.

Durch Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung mit der Larmorfrequenz werden in den Atomen Niveauübergänge der Spins angeregt, so dass mit Variieren der Frequenz ein Absorptionsspektrum entsteht. Die sichtbare Absorptionslinie bei der Larmorfrequenz wird auch Resonanzlinie oder NMR-Linie (engl. Nuclear Magnetic Resonance = Kernmagnetische Resonanz) genannt.

Die Larmorfrequenz hängt von der Stärke des Magnetfeldes B und dem gyromagnetischem Verhältnis $γ$ ab:

$f = \frac{\gamma}{2 \pi} \cdot \left| B \right|$ bzw. $\omega = \gamma \cdot \left| B \right|$

Dabei geht in die Berechnung das Magnetfeld ein, welches am Kernort herrscht. Dieses Magnetfeld am Kernort B setzt sich zusammen aus dem externem Magnetfeld B_ext und weiteren Magnetfeldern, die z. B. durch die Elektronenhülle oder der chemischen Umgebung erzeugt werden.

[Bearbeiten] Chemische Verschiebung

Befindet sich das Atom in einer chemischen Verbindung, erzeugen die übrigen Elektronenwolken in der Nähe des Atoms ein zusätzliches Magnetfeld, welches die Larmorfrequenz charakteristisch verschiebt (was als chemische Verschiebung oder chemical shift bezeichnet wird).

In der Chemie wird in Kernspinresonanzmessung diese chemische Verschiebung der Larmorfrequenz gemessen, um eine Stoffidentifikation vorzunehmen.