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ESP)、原子磁力仪(AtomicMagnetometer

时间:2019-04-11 20:17 来源:未知 作者:admin

  磁场强度已经用过T、F、Be等几个符号暗示,很多文献中曾采用F、Be。文章中为了规范、清晰采用国际尺度单元T。

  M.V.Romalis等指出,按照量子力学的测不准道理(uncertaintyprinciple,或不确定性道理),原子磁力仪的极限活络度δB=1/(γ(nT2Vt)1/2),式中γ是旋磁比,n是单元体积内工作物资的原子数,T2是横向弛豫(自旋驰豫)时间,V是体积,t是丈量时间。由上式可见,在γ、t给定的前提下,要提高活络度,必需让n、T2达到尽可能大的数值.而为了提高空间分辩率,V又不克不及取很大的数值。

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  SQUID能够检测很是微弱的磁场,足以检测生物电流发生的微弱磁场,人类心脏发生的磁场约为10-10T(0.1nT),人脑的磁场约为10-13T(0.1pT)。若是有一个恒定的电流维持在SQUID中,则测得的电压随两个结上相位的变化而振荡,而相位的变化取决于磁通的变化。量子理论得出的十分主要的结论是,如有一超导体环路,则它包抄的磁通量只能取Φ0的整数倍。

  光泵磁力仪将来的成长程度,次要取决于光泵光源及共振元素的成长程度。法国曾用可调谐的激光器取代常规的氦灯制成光泵磁力仪,因为谱线的选择性较好,激光又比氦灯的光要强,因而提高了磁力仪的活络度,达到10pT/Hz1/2。美国的R.Slcum博士操纵二极管激光器作为氦同位素光泵磁力仪的光源,并申请了专利,与氦灯光源比拟,活络度提高一个量级。最新的激光光泵氦(He4)磁力仪的活络度已冲破1PT/Hz1/2的边界,达到0.4PT/Hz1/2,而用高频激发的灯室作为光泵的光源的氦4航空磁力仪达到了20pT/Hz1/2的活络度。在共振元素的选择上,为了提高精度,需要选择谱线较窄的物质,碱金属合适谱线窄的要求,但需要必然的温度(40-55℃)加热为气态。此刻曾经有良多操纵碱金属制成的磁力仪,前不久问世的钾磁力仪,因为谱线很窄又不堆叠,方位误差很小,维修便利,分辩率达到0.1pT,在取样率为20Hz时,活络度可达到0.014nT。因而钾光泵磁力仪在光泵磁力仪中拥有劣势地位。当然跟着活络度,取样率的提高,其价钱也显著提高。

  按照量子理论,在外磁场T中,具有自旋的亚原子粒子(如核子和电子)能级简并(degeneracy)解除,割裂为一些磁次能级(或称为蔡曼能级),在光谱上的表示,就是谱线割裂,这就是蔡曼效应,蔡曼因而获得1902(第二届)诺贝尔物理学奖。割裂的能级间的能量差一般与外界磁场成反比。当粒子在割裂的能级间发生跃迁时,就会发射或接收电磁波,其频次与磁次能级间的能量差成反比,测定这个电磁波的频次,即可测定磁场。

  SQUID由两个用很薄的绝缘体离隔的超导体而构成两个并联的约瑟夫松结(Josephsonjunction)构成。约瑟弗松获得1973年诺贝尔物理学奖,在此前一年(1972年)J.Bardeen、per和J.R.Schrieffer三位物理学家因为配合研究成立注释超导现象的BCS理论获得诺贝尔物理学奖。

  Φ0=h/(2e)=2.0678506(54)×10-15Wb≈2.07×10-15Wb=2.07×nT.cm2这就是磁通量的量子化,Φ0叫做磁通量量子。若是磁场发生变化,则Φ0的个数也跟着变化,对Φ0个数进行计数就可测得磁场值。超导磁力仪是矢量磁力仪,它丈量垂直于超导环路平面的磁场。

  光泵磁力仪的品种甚多。按共振元素的分歧,可分为氦(He)光泵磁力仪和碱金属光泵磁

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