实验报告(通用3篇)
在现在社会,需要使用报告的情况越来越多,报告具有成文事后性的特点。相信许多人会觉得报告很难写吧,这次漂亮的小编为亲带来了3篇《实验报告》,在大家参考的同时,也可以分享一下差异网给您的好友哦。
关于实验报告 篇一
一、实验目的
1、 学习电子顺磁共振的基本原理和实验方法;;
2、 了解、掌握电子顺磁共振谱仪的调节与使用;
3、 测定DMPO-OH 的EPR 信号。
二、实验原理
1、电子顺磁共振(电子自旋共振)
电子自旋共振(Electron Spin Resonance, ESR)或电子顺磁共振(Electron Paramagnanetic Resonance,EPR),是指在稳恒磁场作用下,含有未成对电子的原子、离子或分子的顺磁性物质,对微波发生的共振吸收。1944年,苏联物理学家扎沃伊斯基(Zavoisky)首次从CuCl2 、MnCl2等顺磁性盐类发现。电子自旋共振(顺磁共振)研究主要对象是化学自由基、过渡金属离子和稀土离子及其化合物、固体中的杂质缺陷等,通过对这类顺磁物质电子自旋共振波谱的观测(测量因子、线宽、弛豫时间、超精细结构参数等),可了解这些物质中未成对电子状态及所处环境的信息,因而它是探索物质微观结构和运动状态的重要工具。由于这种方法不改变或破坏被研究对象本身的性质,因而对寿命短、化学活性高又很不稳定的自由基或三重态分子显得特别有用。近年来,一种新的高时间分辨ESR技术,被用来研究激光光解所产生的瞬态顺磁物质(光解自由基)的电子自旋极化机制,以获得分子激发态和自由基反应动力学信息,成为光物理与光化学研究中了解光与分子相互作的一种重要手段。电子自旋共振技术的这种独特作用,已经在物理学、化学、生物学、医学、考古等领域得到了广泛的应用。
2.EPR基本原理
EPR 是把电子的自旋磁矩作为探针,从电子自旋磁矩与物质中其它部分的相互作用导致EPR 谱的变化来研究物质结构的,所以只有具有电子自旋未完全配对,电子壳层只被部分填充(即分子轨道中有单个排列的电子或几个平行排列的电子)的物质,才适合作EPR 的研究。不成对电子有自旋运动,自旋运动产生自旋磁矩, 外加磁场后,自旋磁矩将平行或反平行磁场方向排列。经典电磁学可知,将磁矩为μ的小磁体放在外磁场H 中,它们的相互作用能为:
E=-μ· H = -μH cosθ
这里θ为μ与H 之间的夹角,当θ= 0 时,E = -μH, 能量最低,体系最稳定。θ=π时,E=μH,能量最高。如果体系从低能量状态改变到高能量状态,需要外界提供能量;反之,如果体系由高能量状态改变为低能量状态,体系则向外释放能量。
根据量子力学,电子的自旋运动和相应的磁矩为:
μs=-gβS
其中S 是自旋算符,它在磁场方向的投影记为MS, MS 称为磁量子数,对自由电子的MS 只可能取两个值,MS=±1/2, 因此,自由电子在磁场中有两个不同的能量状态,相应的能量是:
E±=±(1/2)geβH
记为: Eα= +(1/2)geβH
Eβ= -(1/2)geβH
式中Eα代表自旋磁矩反平行外磁场方向排列,能量最高;Eβ代表平行外磁场方向排列,能量最低。但当H=0 时,Eα=Eβ, 相应的Ms=±1/2 的两种自旋状态具有相同的能量。当H≠0 时,能级分裂为二,这种分裂称为Zemman 分裂。它们的能级差为:
△Ee=geβH
若在垂直稳恒磁场方向加一频率为υ的电磁辐射场,且满足条件:
hυ = gβH
式中,h—为Planck 常数,β—为Bohr 磁子,g —朗德因子;
则处在低能态的电子将吸收电磁辐射能量而跃入高能量状态,即发生受激跃迁,这就是EPR 现象。因而,hυ = gβH 称为实现EPR 所应满足的共振条件。
3.g因子
自由电子g=ge=2.002,实际情况下g=h?/?B(H0+H’),g反映分子内部结构(因附加磁场H’与自旋、轨道及相互作用有关),自由基g值偏离很少超过±0.5%,非有机自由基,g值可以在很大范围内变化,过渡金属离子,因轨道角动量对磁矩有贡献,g偏离ge。
4、主要特征
由于通常采用高频调场以提高仪器灵敏度,记录仪上记出的不是微波吸收曲线(由吸收系数X''对磁场强强度H作图)本身,而是它对H的一次微分曲线。后者的两个极值对应于吸收曲线上斜率最大的两点,而它与基线的交点对应于吸收曲线的顶点。
g值从共振条件hv=gβH看来,h、β为常数,在微波频率固定后,v亦为常数,余下的g与H二者成反比关系,因此g足以表明共振磁场的位置。g值在本质上反映出一种物质分子内局部磁场的特征,这种局部磁场主要来自轨道磁矩。自旋运动与轨道运动的偶合作用越强,则g值对ge(自由电子的g值)的增值越大,因此g值能提供分子结构的信息。对于只含C、H、N和O的自由基,g值非常接近ge,其增值只有千分之几。
当单电子定域在硫原子时,g值为2.02-2.06。多数过渡金属离子及其化合物的g值就远离ge,原因就是它们原子中轨道磁矩的贡献很大。例如在一种Fe3+络合物中,g值高达9.7。
线宽通常用一次微分曲线上两极值之间的距离表示(以高斯为单位),称“峰对峰宽度”,记作ΔHpp。线宽可作为对电子自旋与其环境所起磁的相互作用的一种检测,理论上的线宽应为无限小,但实际上由于多种原因它被大大的增宽了。
超精细结构如在单电子附近存在具有磁性的原子核,通过二者自旋磁矩的相互作用,使单一的共振吸收谱线分裂成许多较狭的谱线,它们被称为波谱的超精细结构。设n为磁性核的个数,I为它的核自旋量子数,原来的单峰波谱便分裂成(2nI+1)条谱线,相对强度服从于一定规律。在化学和生物学中最常见的磁性核为1H及14N,它们的I各为1/2及1。如有n个1H原子存在,即得(n+1)条谱线,相对强度服从于(1+x)n中的二项式分配系数。如有n个14N原子存在,即得(2n+1)条谱线,相对强度服从于(1+x+X2)n中的3项式分配系数。超精细结构对于自由基的鉴定具有重要价值。
吸收曲线下所包的面积可从一次微分曲线进行两次积分算出,与含已知数的单电子的标准样品作比较,可测出试样中单电子的含量,即自旋浓度。
5、主要检测对象 可分为两大类:
①在分子轨道中出现不配对电子(或称单电子)的物质。如自由基(含有一个单电子的分子)、双基及多基(含有两个及两个以上单电子的分子)、三重态分子(在分子轨道中亦具有两个单电子,但它们相距很近,彼此间有很强的磁的相互作用,与双基不同)等。
②在原子轨道中出现单电子的物质,如碱金属的原子、过渡金属离子(包括铁族、钯族、铂族离子,它们依次具有未充满的3d,4d,5d壳层)、稀土金属离子(具有未充满的4f壳层)等。
三、实验内容和步骤
羟基自由基(?OH)等氧自由基是主要的活性物种,然而由于?OH 的活性高、寿命短,因而难以直接测定。捕获剂捕获短寿命的氧自由基生成相对稳定的、寿命较长的自由基,这些具有顺磁性的有机物种在磁场和微波的协同作用下容易被EPR 分析检测。 DMPO 是一种对氧自由基捕集效率很高的自旋捕集剂,而且形成的自旋加合物,DMPO-OH,有很特征的超精细分裂图谱和超精细分裂常数。
实验步骤如下:
1、取适量DMPO样品于样品管中装样,将样品管一端封住;
2、在插入样品管前用纸擦拭确保其干净;
3、样品管垂直放入谐振腔,等待EPR 检测。
4、调节仪器参数,得到谱图。
四、实验结果与讨论
得到数据见附图。从图中可见,DMPO-OH 的EPR 波谱由四条谱线组成,强度比为1:2:2:1。
五、实验心得
电子顺磁共振(EPR)和核磁共振(NMR)的区别:
a. EPR和NMR是分别研究电子磁矩和核磁矩在外磁场中重新取向所需的能量; b. EPR的共振频率在微波波段,NMR共振频率在射频波段;
c. EPR的灵敏度比NMR的灵敏度高,EPR检出所需自由基的绝对浓度约在10-8M的数量级;
d. EPR和NMR仪器结构上的差别,前者是恒定频率,采取扫场法,后者还可以恒定磁场,采取扫频法。
实验报告 篇二
探究光反射时的规律
实验目的:
观察光的反射现象,找出光反射时所遵循的规律。
实验器材:
平面镜、一张白硬纸板、激光笔、量角器、几支彩笔
实验步骤:
1、把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,如上图所示;
2、使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹;
3、改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的录每次光的径迹;
4、取下纸板,用量角器测量ON两侧的?i和?r,将数据记录在下表中;
5、把纸板NOF向前或向后折,在纸板上还能看到反射光吗?
实验报告 篇三
此次只实习了短短的三周。虽说时间很短,但其中的每一天都使我收获很大、受益匪浅,它不但极大地加深了我对一些理论知识的理解,不仅使我在理论上对Java有了全新的认识,在实践能力上也得到了提高,真正地做到了学以致用,更学到了很多做人的道理,对我来说受益非浅。
除此以外,我知道了什么叫团队,怎样和团队分工合作;同时我还学会了如何更好地与别人沟通,如何更好地去陈述自己的观点,如何说服别人认同自己的观点。这也是第一次让我亲身感受到理论与实际的相结合,让我大开眼界。也是对以前所学知识的一个初审吧!这次实习对于我以后学习、找工作也是受益菲浅的,在短短的三周中相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的重要的基石;这对于我的学业,乃至我以后人生的影响无疑是极其深远的。
这次实习虽然是我们的第一次,不过同学们表现不错,由此看来,我们在进入大学的这几个月里学到了不少的专业知识,只是自己感觉不到而已。对于所学专业,我们不能过于自卑和担忧,否则会妨碍自己学习。实习是学习Java的重要环节,有利于我们巩固专业知识、掌握工作技能,提高就业筹码。
在这次实习中我得到了许多收获,我第一次体会到Java工程师的工作是什么样子的,也发现了很多不曾注意到的细节,在实习的演示过程中,我对作为一名Java工程师注意的事项应该从小事做起、从基本做起。把职业能力训练与职业素质有机的结合起来。相信这对我接下来学习专业知识会起到很有效的帮助,在接下来的几个月里,我会以作为一名职业人的身份在这几个方面要求自己,严格自我,向Java工程师靠近。
而经过这次实习,让我明白如果是一个完整项目的开发,必须由团队来分工合作,否则,即费力又费时还做不好这个项目。因此不管在工作中还是在生活中要和老师、同学保持良好的关系是很重要的。做事首先要学做人,要明白做人的道理,如何与人相处是现代社会的做人的一个最基本的问题。对于自己这样一个即将步入社会的人来说,需要学习的东西很多,他们就是最好的老师,正所谓“三人行,必有我师”,我们可以向他们学习很多知识、道理。
实习结束了感觉虽然辛苦,但很充实。我想这就是Java工程师的工作。我也体会到Java工程师成功地完成一个任务的那种兴奋,那种小有成就的感觉是只有置身其中的人才能体会的。我希望计算机专业的同学在以后的学习或工作中以务实的态度给提供更多的机会锻炼自己,为大家的成才与就业奠定坚实的基础;并希望同学们要做好角色定位,将自己所学的知识,学熟、学精。
多学习和收集与项目有关的资料,来提高自己的业务水平,同时多请教经验丰富的老师,使他们好的经验能够对自己起到借鉴作用,在他们的帮助下,能够很快的培养自己的管理技能及节省时间,避免做无用功,也可以让自己了解很多项目管理上的捷径,从而减少自己会遇到的挫折和错误。
它山之石可以攻玉,以上就是差异网为大家整理的3篇《实验报告》,希望对您的写作有所帮助。
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