1、第八章 核自旋的哈密顿量Nuclear Spin Hamiltonian核自旋的运动： Schrdinger equationHamiltonian（能量）8 Nuclear Spin Hamiltonian核自旋与外加磁场的相互作用静磁场，Zeeman作用射频磁场，操纵自旋相互作用性质和类别：相互作用的大小、时间尺度NMR谱，弛豫能级修正或分裂，本征态混合（能级混合）NMR谱特征核自旋哈密顿性质，大小8 Nuclear Spin Hamiltonian8.1 Spin Hamiltonian HypothesisInteractions: 核 -外磁场作用 （ external magnet
2、ic field）核 -核 （ nucleus-nucleus）核 -电子 （ nucleus-electron）Full Hamiltonian and operator（完整 H算符 )包括所有上述粒子间相互作用positions, velocities, and spin states of all the electrons and nuclei.Nuclear spin Hamiltonian:depending on the directions of the nuclear spin polarizations.the magnetic and electrical influe
3、nces of the rapidly moving electrons: Average andNuclear Spin HamiltonianElectromagneticInteractionsElectric (quadrupolar)magneticexternal magnetic field (static B0; RF field: Brf(t)internal magnetic interactions (dipole-dipole; J-coupling)掌握： 相互作用性质和类别能级修正或分裂，本征态混合（能级混合），弛豫四极相互作用电磁相互作用8.2 Electroma
4、gnetic Interactions核与环境的相互作用 （ The nucleus interacts with its environment）：(i) 与电场作用 （ it interacts with electric fields）(ii) 与磁场作用 （ it (magnetic moment） interacts with magnetic fields）Anisotropic :electromagnetic InteractionsOrientation dependence of the nuclear energyQuadrupolar interaction (I 1/
5、2)（电磁相互作用）电场磁场8.2.1 Electric spin HamiltonianThe electric energy depends on nucleus orientation with respect to the rest of the molecule. 高能量组态 低能量组态完全电性相互作用核自旋算子？电性质的自旋 Helec(I 1/2)四极核：非球形电荷分布取向相关(r)处于电势场 (r)中 核的电势能：(r)-核的电荷密度核中心处的电势物理意义点电荷 -电势场的作用能量电偶极矩 -电场的作用能量电偶极矩-电场强度 核：中心对称的电荷分布无偶极矩，但电荷分布不均？位于
6、电势场中核张量。电场强度的梯度电四极矩电四极矩电四极矩 -电场梯度的作用能量xyQxx, Qyy, Qzz Qxy, Qxz, QyzQyx, Qzx, Qzy(r)核：中心对称的电荷分布氢原子的轨道：核 -外电势场的相互作用：核的电多极子 :外电势场电场梯度电场电势球形电荷 电偶极 电四极矩完全静电库伦互作用核自旋算子？8.2.1 Electric spin Hamiltonian电场梯度 V(2) （ 核所处的环境 ）（ the gradient of the electric field）The electric energy depends on nucleus orientation with respect to the rest of the molecule. 高能量组态 低能量组态完全静电库伦互作用核自旋算子？作用于核处的电场梯度 0 （ 核周围电荷分布 ）非球称性核：非球对称的电荷分布（ 核固有 ）四极相互作用 0，两个要素：核 -环境的电性作用电四极矩（ 核固有电荷分布 ）
