Цель работы:Ознакомление с теорией ядерной магнитной релаксации при наличии движений ядерных спинов, описываемых одним временем корреляции и спектром времен корреляции. Проведение эксперимента по измерению параметров ЯМР-релаксации в каучуках. Определение энергии активации сегментального движения молекул натурального каучука.
Приборы и принадлежности:Импульсный спектрометр ЯМР, ампула с образцом натурального каучука.
ТЕОРИЯ
Для описания положения и движения магнитных моментов двух ядер (спинов), связанных диполь-дипольным взаимодействием, принято вводить функции сферических гармоник
, (1)
, (2)
, (3)
где r – расстояние между ядрами, 
– полярный, а φ – азимутальный углы, определяющие ориентацию межъядерного вектора в сферической системе координат, осью которой служит направление внешнего магнитного поля. Если молекула движется, то r, 
и φ, аследовательно, и 
являются функциями времени. Поскольку времена релаксации T1 и T2 относятся к поведению ансамбля ядер в среднем, нас особенно интересуют усредненные характеристики взаимного движения ядер. Информацию об этом дают функции корреляции 
,
то есть 
, 
и 
, которые определяются выражениями
, (4)
где 
– функция, комплексно сопряженная с 
, а черта над произведением функции обозначает усреднение по ансамблю ядер. Часто функции корреляции имеют простой вид
, (5)
где 
- время корреляции, и
. (6)
Если учитывать только реориентационные движения пары ядер, когда расстояние r остается неизменным, то
. (7)
Непосредственное интегрирование (7) дает для 
:
, (8)
, (9)
. (10)
Для количественного описания процессов релаксации обычно вводятся функции спектральной плотности 
, характеризующие спектр флуктуационных частот, которые связаны преобразованием Фурье с функциями корреляции 
. (11)
