Larmor-Präzession

In der Physik ist die Larmor-Präzession (benannt nach Joseph Larmor) die Präzession des magnetischen Moments eines Objekts um ein äußeres Magnetfeld. Objekte mit einem magnetischen Moment haben auch einen Drehimpuls und einen effektiven inneren elektrischen Strom, der proportional zu ihrem Drehimpuls ist; Dazu gehören Elektronen, Protonen, andere Fermionen, viele atomare und nukleare Systeme sowie klassische makroskopische Systeme. Das externe Magnetfeld übt ein Drehmoment auf das magnetische Moment aus,

Präzessionsrichtung für ein Teilchen mit positivem gyromagnetischem Verhältnis. Der grüne Pfeil zeigt das äußere Magnetfeld an, der schwarze Pfeil das magnetische Dipolmoment des Teilchens.

τ → = μ → × B → = γ J → × B → , {\displaystyle {\vec {\tau }}={\vec {\mu }}\Zeiten {\vec {B}}=\gamma {\vec {J}}\Zeiten {\vec {B}},} ω = − γ B {\displaystyle \omega =-\gamma B}

In der Kernphysik umfasst der g-Faktor eines gegebenen Systems die Wirkung der Nukleonenspins, ihrer Orbitalwinkelmomente und ihrer Kopplungen. Im Allgemeinen sind die g-Faktoren für solche Vielteilchensysteme sehr schwer zu berechnen, aber sie wurden für die meisten Kerne mit hoher Präzision gemessen. Die Larmorfrequenz ist in der NMR-Spektroskopie wichtig. Die gyromagnetischen Verhältnisse, die die Larmorfrequenzen bei einer gegebenen Magnetfeldstärke ergeben, wurden hier gemessen und tabelliert.

Entscheidend ist, dass die Larmorfrequenz unabhängig vom Polarwinkel zwischen dem angelegten Magnetfeld und der Richtung des magnetischen Moments ist. Dies macht es zu einem Schlüsselkonzept in Bereichen wie der Kernspinresonanz (NMR) und der elektronenparamagnetischen Resonanz (EPR), da die Präzessionsrate nicht von der räumlichen Orientierung der Spins abhängt.

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