国仪量子携手清华磁共振实验室为您答疑解惑！顺磁小课堂第二十期

多选题：氮氧自由基常被用于自旋标记物是因为（）？

A. 性质稳定，易于合成 

B. 可根据需要与多种母体分子结合 

C. 只需很低的浓度，即可得到很强的EPR信号 

D. 其EPR谱图可反应被研究物种的多种信息，且便于分析

答：ABCD

判断题：EPR可用于地质年代的测定。

A. 对

B. 错

答：A

自然界的物质受到电离辐射时会形成顺磁中心，这些顺磁中心的浓度与辐射剂量正相关，并且因辐照时间的延长而累积增加。用EPR检测这些物质所得到信号的强度与其中顺磁中心的浓度成正比，从而由此推断地质的年代。

图形题：下图为某样品的功率饱和曲线，定量测试时微波功率可以选在（）？

A. a点 

B. b点 

C. c点 

D. 曲线上任意一点即可

答：A

如果取EPR测定的未成对电子数为N₀，EPR吸收线下的面积为S₀，则S₀与N₀的关系为:

（1）

其中，ω0为电磁波频率，T为绝对温度，g为g因子，k为玻尔兹曼常数，β为玻尔磁子，H₁²为腔内电磁波的能量密度。

（2）

其中，C为与谐振腔几何形状有关的常数，Q₀为谐振腔的无损Q值，Γ为反射系数，P₀为微波功率。

由1式可知EPR吸收信号下的面积S₀与腔内电磁波的能量密度H₁²之间成正比，即S₀∝H₁²。另外，根据2式可知，腔内电磁波的能量密度H₁²和微波功率之间也成正比关系，即H₁²∝P₀。由以上两个关系可知，EPR吸收信号下的面积S₀和微波功率P₀之间也成正比关系：S₀∝P₀ (3)

由于3式只是在样品没有发生微波引起的饱和时才能成立，因此，在进行定量时，要在使样品不发生饱和的微波功率水平下进行EPR测定。由图可知，a点所处区域随微波功率增大信号幅度线性增大，为未饱和区。b点所处区域随微波功率增大信号幅度增大的速率降低，为欠饱和区。c点所处区域随微波功率增大信号幅度增大速率近为零，甚至信号幅度略有减小，为饱和区。只有a点处于微波功率未饱和区，因此该题选A。

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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