一种射频段的电子顺磁共振实验仪的制作方法

1.本实用新型涉及物理教学设备技术领域，特别涉及一种射频段的电子顺磁共振实验仪。


背景技术：

2.电子顺磁共振实验仪用于大学物理实验教学，主要是让学生了解电子顺磁共振的原理，实验设备需要高强度磁场，大功率电源等，微波器件价格昂贵成本较高，但该仪器仅能通过测量g因子以获得原子内部结构的信息，而电磁学中其他常见的实验，如地磁场的强度测量，在需要进行地磁场的强度测量时，需要使用其他设备进行测量，增加经济成本，且实用性不强。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种射频段的电子顺磁共振实验仪。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一种射频段的电子顺磁共振实验仪，包括底座、设于底座上的支架、设于支架中的亥姆霍兹线圈、活动安装于底座上的探头电箱、频率计、示波器样品以及仪器电箱，所述样品的表面设有射频线圈，所述亥姆霍兹线圈、频率计、示波器以及射频线圈分别与探头电箱及仪器电箱电连接，所述底座上设有线圈转动压板，所述支架与线圈转动压板转动连接；
5.所述支架包括两个竖直的线圈转动支撑板，两个线圈转动支撑板之间固定有支杆，两个所述线圈转动支撑板均开设有两个活动槽，每个所述活动槽中均设有活动柱，所述活动柱与亥姆霍兹线圈固定连接，所述活动柱与线圈转动支撑板之间通过线圈旋钮紧固；所述亥姆霍兹线圈上端设有电流输入插孔。
6.优选的，所述底座包括底板以及设于底板下方的调平底脚，所述底板上还设有两个转动限位块。
7.优选的，所述探头电箱包括箱体以及探头，所述探头伸入至亥姆霍兹线圈的中部，所述探头与箱体之间通过转座转动连接，所述样品设于探头中，所述箱体的底面设有调节底脚。
8.本实用新型所达到的有益效果是：
9.该射频段的电子顺磁共振实验仪，通过支架、亥姆霍兹线圈、探头电箱、仪器电箱、示波器、频率计以及射频线圈的相互配合，能够完成dpph的g因子的测量，从而获取原子内部的信息，此外，通过该装置还能完成地磁场的磁场强度，即通过转动亥姆霍兹线圈和探头，即可通过测量得到的地磁场的三个分量计算出地磁场的矢量大小以及磁倾角等参数，因而该一种射频段的电子顺磁共振实验仪达到了一机多用的效果，降低了经济成本。
附图说明
10.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
11.图1是本实用新型实施例中的底座、支架以及亥姆霍兹线圈的安装示意图；
12.图2是图1的侧视图；
13.图3是本实用新型实施例中的频率计的外观示意图；
14.图4是本实用新型实施例中的示波器的外观示意图；
15.图5是本实用新型实施例中的仪器电箱的外观示意图。
16.图中：1、底座；101、底板；102、调平底脚；103、转动限位块；2、支架；201、线圈转动支撑板；202、支杆；203、活动槽；204、活动柱；205、线圈旋钮；3、亥姆霍兹线圈；301、电流输入插孔；4、探头电箱；401、箱体；402、探头；403、转座；404、调节底脚；5、频率计；6、示波器；7、样品；8、射频线圈；9、线圈转动压板；10、仪器电箱。
具体实施方式
17.以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例
19.如图1-5所示，本实用新型提供了一种射频段的电子顺磁共振实验仪，包括底座1，底座1包括底板101，底板101的下表面安装有调平底脚102，底板101的上表面还固定安装有两个转动限位块103，底板101的上表面设有支架2，支架2包括两个线圈转动支撑板201，两个线圈转动支撑板201通过支杆202固定连接，线圈转动支撑板201和底板101之间通过线圈转动压板9转动连接，从而使得支架2能够在底板上转动，同时转动限位块103能够限制支架2转动的角度，使得支架2在水平方向上转动的最大角度为九十度，两个线圈转动支撑板201之间安装有亥姆霍兹线圈3，亥姆霍兹线圈3上端接有电流输入插孔301，电流输入插孔301电连接有仪器电箱10，电流输入插孔301通过导线与仪器电箱10后面连接孔联接，线圈转动支撑板201上活动安装有探头电箱4，探头电箱4可在支架2上移动与探头电箱4活动联接，探头电箱4包括箱体401，箱体401上通过转座403转动连接有探头402，探头402伸入到亥姆霍兹线圈3的中部，探头402的腔体中设有样品7，样品7的表面设有射频线圈8，两个线圈转动支撑板201均开设有两个活动槽203，每个活动槽203均为四分之一圆弧形，每个活动槽203中均设置有活动柱204，活动柱204的另一端与亥姆霍兹线圈3固定连接，活动柱通过线圈旋钮205与线圈转动支撑板201紧固，亥姆霍兹线圈3可沿活动槽203水平方向转动，与箱体401电连接有频率计5和示波器6，箱体401的底面还设置有调节底脚404，仪器电箱10与示波器6电连接。
20.综上所述，该射频段的电子顺磁共振实验仪，在进行实验时，首先将该仪器放置在平稳的试验台上，测量g因子时：通过对各种顺磁性物质的共振吸收谱线g因子的测量可以精确测量电子能级的差别，从而获得原子内部结构的信息，通过实验测得发生共振吸收的共振频率f0和所对应的磁场强b0，便可计算出电子的g因子，实验样品为dpph(二苯基苦酸基
联氨)它的g的理论值为2.0023
±
0.0002其g值通过下式计算
[0021][0022]
f0以兆赫兹为单位，b0单位为高斯，f0由频率计读出，应在共振信号等间隔时读取
[0023]
⑴
联接各部分导线及电源线开机预热五分钟
[0024]
⑵
调整频率计，频率调到28～30mhz左右，然后调整磁场电源的电流约-49(ma)扫场电源电流调到合适的电流值约150(ma左右从示波器6上观察到共振信号后，再仔细调整磁场电源的电流使其共振信号等间隔，记录磁场电流显示i1然后按下换向开关，仔细调整电流i2，让共振峰重新调到等间隔，读取电流i2利用磁场换向方法消除地磁场的影响，由下式计算出b0[0025][0026]
代入公式即可求出g因子；
[0027]
测量扫场峰峰数值时：调整好共振信号的等间隔，然后增大电流，共振信号从等间隔变为逐渐靠近，继续增大电流，直到两共振信号恰好重合，此时读取电流值i1然后再反向，调整电流，让共振信号再次重合读取电流值并记录i2，将i1和i2之差代入公式b＝(i
1-i2)a即为扫场峰峰值，已知示波器上网格数，即可确定每格代表的磁场强度值；
[0028]
测量共振线宽的磁场强度
△
b时：再次调整共振信号等间隔，将示波器6改为x-y输入方式，即扫场信号作为横轴扫描，通过移相，调节示波器6比例的调节，将两个共振峰调成基本重合，信号在示波器6屏上调到一个特定位置，将半高宽所占的网格数就可测出
△
b；
[0029]
测量地磁场时：利用恒定磁场反向后两次等间隔出现的方法，不但能消除地磁场的影响，也可以测出地磁场的强度和方向，具体做如下：在取正向(假设恒定磁场方向与地磁场方向相同)通过调节磁场电源电流值，使其共振信号等间距，此时记下磁场电流值为i1然后再将电流反向，由于地磁场的影响，使其信号的间隔被破坏，为了补偿其影响，就需要改变磁场电流值使其重新回到等间距，同时记下电流值i2即可算出地磁场的数值b的x。，将亥姆霍兹线圈3在此基础上水平旋转九十度重复上述实验过程，测出地磁场数值b地y，将亥姆霍兹线圈3垂直旋转九十度同时探头402上的样品杆也旋转九十度，再重复上述实验过程将测得数值记为b地z利用此方法可测出地磁场的三个分量，并可算出地磁场的矢量大小，及磁倾角等参数。
[0030]
由上述实验可知，该射频段的电子顺磁共振实验仪能够进行多种电磁学的实验。
[0031]
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0032]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。