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第1章　绪论 1

1.1　历史的回眸 1

1.2 EMR的研究对象 3

1.3 EMR实际应用的局限性及其弥补办法 6

1.4 EMR的发展趋势 7

参考文献 8

第2章　电子磁共振基本原理 9

2.1 电子磁共振现象的简单描述 9

2.2　磁共振现象的持续和体系中能量的迁徙 9

2.3 电子、核的磁矩和角动量矩之间的关系 10

2.4　角动量矩的量子化 18

2.5　磁场的单位 19

2.6　磁偶极矩 20

2.7　磁能量与状态 21

2.8　磁偶极子与电磁辐射的相互作用 22

2.9　自旋体系的表征 24

参考文献 24

更进一步的参考读物 24

第3章　偶极子间的磁相互作用与各向同性的超精细分裂 26

3.1　偶极子间的磁相互作用 26

3.2　超精细互作用的理论探讨 27

3.3　角动量与能量算符 28

3.4　一个未偶电子与一个磁性核的体系 33

3.5　具有各向同性超精细结构的EMR波谱 37

3.6 自由基EMR波谱遇到的其他问题 47

参考文献 47

更进一步的参考读物 48

第4章　超精细耦合常数与未偶电子的概率分布 49

4.1　π自由基超精细耦合常数的计算 49

4.2　共轭体系产生超精细分裂的机理 61

4.3　其他非质子核的超精细分裂 68

4.4　甲基上质子的超精细分裂和超共轭效应 71

参考文献 73

更进一步的参考读物 74

第5章　Landé因子与g张量理论 75

5.1 Landé因子 75

5.2　在有规取向体系中的g张量 77

5.3　在无规取向体系中的g张量 85

参考文献 90

更进一步的参考读物 90

第6章　各向异性的超精细互作用与A张量理论 91

6.1　各向异性超精细互作用的起源 92

6.2　超精细矩阵的确定和解析 93

6.3　实例演示 99

6.4　超精细耦合张量与自由基的结构 105

6.5　g张量和A张量组合的各向异性性 114

6.6　无规取向体系中A张量的各向异性性 114

参考文献 117

更进一步的参考读物 117

第7章　零场分裂与波谱的精细结构 118

7.1　零场分裂的起源 119

7.2　Kramer定理 121

7.3　两个电子互作用的自旋Hamilton算符 121

7.4　三重态（S=1）分子体系 133

7.5　无规取向的三重态体系 140

7.6　双基 144

参考文献 148

更进一步的参考读物 149

第8章　弛豫时间，线型、线宽理论和动力学现象 150

8.1 自旋弛豫的一般模型 150

8.2　自旋弛豫的Bloch模型 155

8.3　线型、线宽和谱线强度 159

8.4　线型的动态效应 165

8.5　饱和-转移的EMR波谱 187

8.6　EMR的信号振幅随时间变化 188

参考文献 190

更进一步的参考读物 192

第9章　气相中的顺磁粒子和无机自由基 193

9.1　单原子气相顺磁粒子的EMR波谱 193

9.2　双原子气相顺磁粒子的EMR波谱 195

9.3　三原子和多原子气相分子的EMR波谱 206

9.4　激光电子磁共振 207

9.5　电子诱导磁共振 207

9.6　无机自由基 207

9.7　固体中的点缺陷 210

9.8　电导体和半导体 214

9.9　从EMR数据中估计结构的方法 216

参考文献 218

更进一步的参考读物 220

第10章　过渡族元素离子及其配合物的电子磁共振波谱 221

10.1　过渡族元素离子的电子基态 221

10.2　配位场中轨道简并度的解除 223

10.3　配位场的电势 227

10.4　在配位场中P、D、F态离子的能级分裂 228

10.5　旋轨耦合与自旋Hamiltonian 235

10.6　具有轨道非简并的基态离子 239

10.7　具有轨道简并的基态离子 253

10.8　稀土离子的EMR波谱 264

10.9　过渡金属配合物的EMR波谱 267

参考文献 267

更进一步的参考读物 269

第11章　谱仪的基本原理和操作技术 271

11.1　CW-EMR谱仪的基本原理 272

11.2　脉冲EMR谱仪的基本原理 280

11.3 EMR谱仪的计算机界面 280

11.4　变温和控温技术 281

11.5　评价EMR谱仪的两个重要指标——灵敏度和分辨率 281

11.6　g因子和超精细分裂的测量 291

11.7　弛豫时间的测量 293

11.8　顺磁物种的制备技术 294

11.9　关于定量问题 295

参考文献 296

更进一步的参考读物 297

第12章　双共振波谱 299

12.1　连续波电子-核双共振的基本原理 299

12.2　液态溶液中的ENDOR谱 306

12.3 晶体中的ENDOR谱 314

12.4　无规取向固态和粉末样品的ENDOR谱 320

12.5　脉冲电子-核双共振 326

12.6 ENDOR技术的扩展 326

12.7　电子-电子双共振 329

12.8　光检测磁共振 329

12.9　荧光检测磁共振 330

参考文献 331

更进一步的参考读物 332

第13章　脉冲激发的电子磁共振波谱 334

13.1　射频场H1的理想接通 335

13.2　单脉冲的射频场H1 337

13.3　无感应衰减曲线的分析和Fourier变换的EMR谱 339

13.4　多重脉冲 343

13.5　电子自旋回波包络调制谱 344

13.6　脉冲EMR技术的发展 347

参考文献 347

更进一步的参考读物 348

第14章　电子磁共振成像 349

14.1　电子磁共振成像原理 349

14.2　EMR成像的图形显示方式 355

14.3　图像处理的基本方法 356

14.4　EMR成像的模拟 359

14.5　EMR成像技术的应用举例 360

参考文献 362

更进一步的参考读物 363

第15章　固体催化剂及其催化体系中的电子磁共振波谱 364

15.1 固体催化剂EMR波谱的特征 364

15.2　改进固体催化剂EMR波谱可解析性的方法 366

15.3　经典CW-EMR在固体催化剂研究中应用的新进展 371

15.4　电子磁共振成像技术的应用 375

15.5　ENDOR在固体催化剂研究中的应用 376

15.6　ESEEM在固体催化剂研究中的应用 382

参考文献 384

更进一步的参考读物 387

第16章　电子磁共振在医学和生物学中的应用 388

16.1 EMR在生物体系中应用的概述 388

16.2　用自旋捕捉测定活性自由基 396

16.3　氧分压的测量 401

16.4　受到辐射损伤的评估 409

参考文献 410

第17章　电子磁共振在相关领域中的应用简介 428

17.1　生物学和医学领域（含中草药） 428

17.2　无机材料领域 430

17.3　有机材料领域 433

17.4　石油 435

17.5　煤炭及其产品 436

17.6　食品 436

17.7　法医学（从遗体的皮肤或血迹的EMR信号判断死亡时间） 438

17.8　核爆炸（事故）现场辐射伤害剂量的测定 439

17.9　结束语 440

参考文献 441

更进一步的参考读物 445

第18章　便携式专用型EMR谱仪的开发与应用 448

18.1　简易型EMR谱仪的结构与原理 448

18.2　简易型EMR谱仪在学生实验教学中的应用 452

18.3 国内研发的简易型EMR谱仪概况 455

18.4　德国Bruker公司生产的小谱仪 456

18.5　总结 460

参考文献 461

附录 462

附录1　数学准备 462

附录2　量子力学中的角动量理论 480

附录3　量子力学中的定态微扰理论 494

附录4　常用的基本常数 499

附录5　常用的换算因子 501

附录6　常见磁性核的自然丰度、核自旋、核旋磁比和超精细耦合常数 502

附录7　符号说明 508

后记 517