La interacció d'una ona electromagnètica amb un electró lligat a un àtom o molècula es pot descriure mitjançant la teoria de pertorbacions dependent del temps. Les transicions dipolars magnètiques descriuen l'efecte dominant de l'acoblament del moment dipolar magnètic de l'electró a la part magnètica de l'ona electromagnètica. Es poden dividir en dos grups segons la freqüència a la qual s'observen: les transicions dipolars magnètiques òptiques poden produir-se a freqüències de l'infraroig, l'òptic o l'ultraviolat entre subnivells de dos nivells electrònics diferents, mentre que les transicions de ressonància magnètica poden produir-se a freqüències de microones o radioelèctrics entre subnivells de moment angular dins d'un sol nivell electrònic. Aquestes últimes s'anomenen transicions de Ressonància Paramagnètica Electrònica (RPE) si estan associades al moment angular electrònic de l'àtom o molècula i transicions de Ressonància Magnètica Nuclear (RMN) si estan associades al moment angular nuclear.
Descripció teòrica L'hamiltonià d'un electró nu lligat a un àtom que interactua amb un camp electromagnètic dependent del temps ve donat per l'equació de Pauli (la descripció teòrica segueix):
amb
l'hamiltonià atòmic i la interacció amb l'ona electromagnètica (dependent del temps):
Com que l'últim terme és quadràtic en A, es pot negligir per a camps petits. La part dependent del temps es pot expandir en sèrie de Taylor en termes pertanyents al dipol de transició elèctrica (del primer terme), al dipol de transició magnètica (del segon terme) i a termes d'ordre superior, com ara el quadrupol elèctric, etc. El terme pertanyent al dipol de transició magnètica és:
Regles de selecció Les regles de selecció per a les transicions dipolars magnètiques permeses són:
1. (J: nombre quàntic del moment angular total )
2. ( : projecció del moment angular total al llarg d'un eix especificat)
3. Cap canvi de paritat
Comparació amb les transicions dipolars elèctriques Les transicions dipolars elèctriques només tenen un element matricial no nul·la entre estats quàntics amb diferent paritat. Les transicions dipolars magnètiques i les transicions quadrupolars elèctriques contrasten amb els estats d'acoblament amb la mateixa paritat. La resposta d'aquestes dues transicions és molt més feble que la de les transicions dipolars elèctriques. Els estats electrònics dels àtoms i les molècules normalment no tenen un moment dipolar elèctric estàtic, però molts estats tenen un moment dipolar magnètic estàtic. El model clàssic de cim magnetitzat es pot utilitzar per descriure ressonàncies magnètiques per a àtoms amb moment dipolar magnètic estàtic entre diferents subnivells de divisió de Zeeman d'una manera suficient sense necessitat d'una descripció mecànica quàntica completa.
Referències
Categoria:Mecànica quàntica