터의 자기 능률이 포함됨으로 이러한 차를 나타낸다.
예로서 거의 이상적인 경우에 가까운 수소원자에서 이 g의 값은 로서 자유전자의 값을 가지나 그 차를 갖고 있음을 알 수 있다. 위의 (1-6)식을 이용하여 자유전자에 order의 자계를 가하면 의 주파수가 공명주파수임을 알 수 있다.
일반적으로 EPR실험에 이용되는 자장은 microwave를 사용하고 있다. 높은 주파수를 이용할 때 () 흡수강도 는 의 관계가 있음으로 초미세구조의 분석도 가능한 것이다.
4. 실험장치
- ESR basic unit
- 1 pair of Helmholtz coils
- 3 saddle bases
- 1 two-channel oscilloscope
- 1 Am meter
- plug-in coil (E) ( f approx.13 to 30 MHz)
- plug-in coil (F) ( f approx.30 to 75 MHz)
- plug-in coil (G) ( f approx.75 to 135 MHz)
- 1 ESR control unit
- Gauss meter
5. 실험방법
① Helmholtz coil 간의 거리를 6.8cm로 한다.
② 자장계를 사용하여 전류를 0.1씩 올릴 때마다 자기장의 세기를 측정한다. 그리고 그 비를 계산한다. (B/I=4.23) 이것은 계산상이 B/I와 실제를 비교해 보고 이 실험 결과를 g값을 계산하는데 사용할 것이다.
③ Plug in coil중에 하나를 선택한다.
④ 자기장의 중앙에 들어갈 시료는 plug in coil의 중앙에 놓이도록 한다. (단, 시료는 몸에 매우 해로우므로 깨어지지 않도록 유의한다. )
⑤ Oscilloscope를 세팅한다.
⑥ 전류(자기장)를 바꾸어 가면서 공명주파수를 찾는다.
⑦ 전류(자기장)와 공명주파수의 관계를 그래프로 그린다.
⑧ 구한 값들을 식에 넣어서 g-factor를 구한다
6. 예비고찰
이번 E.S,R 실험을 하기전에 먼저 전자스핀, 자기공명, 공명조건, 공명확률에 대해 충분한 이해를 하고난 뒤 실험을 해야 할 것이다. 전에 제만 효과실험(자기장에 의해서 에너지 준위에 변화를 주어 스펙트럼의 갈라짐을 보는 실험이었다.)에서 확인할 수 있었던 전자의 스핀에 대한 것을 이번 전자스핀 공명에서도 다시한번 확인 할 수 있을 것이라 생각된다. 원래 이 실험은 시료에 오로지 자기장만을 걸어 줌으로 해서 시료 자체가 어떠한 변화를 보이는 것인지를 또 다른 자기장을 통해서 알아보는 실험이라 생각된다. 그러나 이번 실험은 시료가 없기 때문에 공명현상을 구할 수 있을지 의문이다.
7. 참고문헌
- http://preview.britannica.co.kr/spotlights/nobel/list/b18j2082b.html
- http://www.phys.pusan.ac.kr/exp/experiment/esr/esr.html
- 현대물리실험 1994.02.25 정기수, 정순영
- 현대물리학 1998.08.31 Arhur Baiser(번역 : 황정남 외 5인) 교보문고
학 번
이 름