Двигательное сужение - Motional narrowing
В физике и химии , двигательная сужение представляет собой явление , в котором определенная резонансная частота имеет меньшую ширину линии , чем можно было бы ожидать, из - за движения в неоднородной системе. Открытие двигательного сужения было приписано Николаасу Блумбергену во время его дипломной работы в 1940-х годах.
Пример: спектроскопия ЯМР.
Типичный пример - ЯМР . В этом процессе ядерный спин атома начинает вращаться с частотой вращения, пропорциональной внешнему магнитному полю, которое испытывает атом. Однако в неоднородной среде магнитное поле часто меняется от точки к точке (в зависимости, например, от магнитной восприимчивости соседних атомов), поэтому частота вращения ядерных спинов в разных местах разная. Следовательно, при обнаружении резонансной частоты вращения существует ширина линии (т. Е. Конечный диапазон различных частот) из-за изменения этой резонансной частоты от точки к точке. (Это называется « неоднородным уширением ».)
Однако, если атомы диффундируют по системе, они будут испытывать более сильное магнитное поле, чем в среднем, иногда и более низкое магнитное поле, чем в среднем в другое время. Следовательно (в соответствии с центральной предельной теоремой ) усредненное по времени магнитное поле, испытываемое атомом, имеет меньшее изменение, чем мгновенное магнитное поле. Как следствие, при обнаружении резонансной частоты вращения ширина линии меньше (уже), чем если бы атомы были неподвижными. Это эффект подвижного сужения.
Пример: колебательная спектроскопия.
Подобное явление наблюдается во многих других системах. Другой пример - колебательные моды в жидкости. Каждая молекула жидкости имеет колебательные моды, и на частоту колебаний влияет положение соседних молекул. Однако, если соседние молекулы переориентируются и перемещаются достаточно быстро, колебания по существу будут происходить с усредненной частотой и, следовательно, будут иметь меньшую ширину линии. Например, моделирование предполагает, что ширина линии колебания растяжения OH в жидкой воде на 30% меньше, чем она была бы без этого эффекта сужения.