顺磁小课堂（第二期）
作为波谱学的重要分支，电子自旋的直接表征工具，电子顺磁共振波谱学具有不可替代的重要作用。部分初学者常面临基本原理不清、谱图解析困难、仪器操作不熟练等问题。
为帮助大家更好地运用电子顺磁共振波谱技术，国仪量子携手清华大学磁共振实验室推出“顺磁小课堂”栏目，一一解答大家在学习、实验中遇到的问题。
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01
问：在EPR领域，磁场强度的常用单位为毫特斯拉（mT）或高斯（G），请问毫特斯拉和高斯如何相互转换？
答：1 mT = 10 G
02
问：EPR测试时，为什么常常选用石英材质的样品管？
答：常选用高纯石英制成的样品管主要考虑以下几点。
①高纯石英杂质少。高纯石英的主要成分为SiO2。而普通玻璃样品管，常含有Fe2O3、Fe3O4等各种金属杂质。测试常见自由基如羟基自由基，超氧阴离子等也可选用普通玻璃制成的样品管，是因为所含杂质信号的出峰位置与自由基的出峰位置不重叠，不影响自由基信号的测定。
②微波损耗少。石英的介电常数为3.8，介电损耗几乎可以忽略；且石英材料的折射功能可以汇聚微波场的分布，使磁场集中于石英管包围的样品上，从而提高测试灵敏度。
③高纯石英的微波透过率高，因此可高效地利用微波。
④耐温变。石英玻璃的膨胀系数极小，相当于普通玻璃的1/12-1/20，对热变化敏感度低更适合做变温实验。
03
问：请预测下方结构的EPR谱线对应于A图还是B图，为什么？
答：对应于B图。该结构为DMPO捕获羟基自由基后，形成的自旋加合物的结构。从其结构可知，未成对电子周围的磁性核有一个14N（I=1）和四个1H(I=1/2)。由于环上两个1H，羟基1H与未成对电子相隔较远，引起的超精细可以忽略，故只考虑14N和1Hβ引起的超精细分裂。根据谱线裂分规则“2I+1”可知,EPR谱线有：(2*1+1)(2*1/2+1)=6条谱峰；但由于磁性核14N和1H的超精细耦合常数AN=AH≈15高斯，中间四条较近的谱峰两两重叠，因此其EPR波谱呈现四条谱峰，强度比为1：2：2：1。
顺磁小课堂·往期回顾
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顺磁小课堂（第一期）
供稿：
清华大学 杨海军 李勇
国仪量子 石致富 范莹莹
审核：杨海军
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