مبانی تئوری و دستور کار آزمایشگاه حالت جامد

مکانیک
مبانی تئوری و دستور کار آزمایشگاه حالت جامد بررسی تشدید مغناطیسی هسته ای اهداف : • بررسی تشدید مغناطیسی هسته ای در چهار نمونه ی متفاوت ؛ • تعیین فاکتور g چهار نمونه ی متفاوت . مبانی نظری : در سال ۱۹۴۵ میلادی تشدید مغناطیسی هسته ای NMR توسط دو دانشمند به نام های « بلاخ » و « پورسل » کشف شد . تشدید مغناطیسی هسته ای در حال حاضر روشی استاندار در شیمی و زیست شناسی برای شناسایی و بررسی ترکیبات شیمیایی محلول ها است . در پزشکی ، تشدید مغناطیسی هسته با نام تصویر برداری مغناطیسی MRI شناخته می شود . در NMR به کمک تشدید هسته یک اتم خاص خواص اتمی و پیوند های بین آنها بررسی می شود . هر اتم از یک یا چند الکترون و یک هسته تشکیل شده است ، گشتاور های مغناطیسی هسته μ بر اساس معادله ۱ به اسپین هسته I وابسته است : معادله ۱ : گشتاور مغناطیسی هسته ای μn فاکتور g g اسپین هسته I گشتاور های مغناطیسی هسته μ μ با توجه به میدان ثابت B0 که فقط در یک جهت ثابت و مشخصی به نمونه وارد میشود بر اساس رابطه ی زیر وابسته است : تراز های انرژی برهمکنش میدان مغناطیسی با گشتاور مغناطیسی عبارت است از معادله ۲ : و با قرار گرفتن نمونه در میدان ثابت B0 اسپین های هسته ای بین سطوح انرژی بر اساس معادله-بلتزمن پخش می‌شوند : معادله ۳ : ثابت بلتزمن kB تعداد اسپین های با سطح انرژی k Nk با اعمال میدان مغناطیسی متغیر B1 ( فرکانس بالای ν ) عمود بر B0 اسپین ها بین سطوح انرژی نزدیک به Ek توزیع می شوند . در حالی که انرژی میدان B1 دقیقاً با اختلاف انرژی دو حالت k و k+1 برابر شود تشدید رخ می دهد ( Δk = 1 ) . کلمات کلیدی: ابررسانا اثر زیمان طولی و عرضی ترموکوپل ها و اثر ترموالکتریک منحنی هیسترزیس فرومغناطیس ها فهرست بررسی تشدید مغناطیسی هسته ای 5 اهداف : 5 مبانی نظری : 5 شرح آزمایش: 6 لوزم مورد نیاز: 6 مراحل آزمایش: 7 گزارش کار 7 سوالات 8 آشنایی با ترموکوپل ها و اثر ترموالکتریک 9 اهداف : 9 مبانی نظری : 9 شرح آزمایش 10 مواد و وسایل مورد نیاز: 10 مراحل آزمایش: 10 گزارش کار: 11 بررسی خواص الکتریکی و مغناطیسی ابررسانا ها 12 اهداف 12 مبانی نظری : 12 خواص الکتریکی : 13 خواص مغناطیسی : 13 شرح آزمایش 14 مواد و وسایل مورد نیاز: 14 الف) خاصیت مغناطیسی: 14 ب) خاصیت الکتریکی: 15 گزارش کار 16 سوالات 16 بررسی اثر زیمان طولی و عرضی: 17 اهداف : 17 مبانی نظری : 17 توزیع زاویه ای و قطبیدگی اجزاء زیمان : 20 طیف نمایی اجزاء زیمان : 20 شرح آزمایش 22 وسایل مورد نیاز: 22 مراحل آزمایش: 22 گزارش کار 23 اثر دما بر مقاومت الکتریکی اجسام: 24 اهداف : 24 مبانی نظری : 24 رسانا ها 24 نیمه رسانا ها 25 شرح آزمایش 26 مواد و وسایل مورد نیاز: 26 مراحل آزمایش 27 گزارش کار 27 سوالات 28 بررسی پراش دبای - شرر و ثابت پلانک 29 الف ) اهداف : 29 ب ) مبانی نظری : 29 شرح آزمایش 32 مواد و وسایل مورد نیاز 33 مراحل آزمایش 33 گزارش کار 33 سوالات 34 بررسی منحنی هیسترزیس فرومغناطیس ها 35 اهداف : 35 مبانی نظری : 35 شرح آزمایش 36 مواد و وسایل مورد نیاز 36 مراحل آزمایش 37 گزارش کار 38 بررسی اثر هال در نیمه رسانای ژرمانیوم آلاییده نوع p و n 39 اهداف : 39 مبانی نظری : 39 راهنمای انجام آزمایش : 43 مواد و وسایل مورد نیاز : 43 الف ) اندازه گیری ولتاژ هال به صورت تابعی از شدت جریان الکتریکی در میدان ثابت 43 ب ) اندازه گیری ولتاژ هال به صورت تابعی از میدان مغناطیسی در شدت جریان ثابت 48 گزارش کار 49