I principi fisici della risonanza magnetica
Salve, sto cercando di capire i principi fisici alla base della risonanza magnetica ma ho qualche domanda:
Cosa è lo spin di un protone in parole semplici?
Cosa è la precessione dello spin del protone?
cosa significa momento magnetico e momento angolare ?
come è possibile che semplicemente sottoponendo un corpo umano a un campo magnetico posso avere un'immagine ?
domanda un pò off topic: cosa è una fase condensata ?
grazie!!
Cosa è lo spin di un protone in parole semplici?
Cosa è la precessione dello spin del protone?
cosa significa momento magnetico e momento angolare ?
come è possibile che semplicemente sottoponendo un corpo umano a un campo magnetico posso avere un'immagine ?
domanda un pò off topic: cosa è una fase condensata ?
grazie!!
Risposte
urgh questa in parole semplici è difficile...
iniziamo da momento angolare. Questo è un vettore che si associa ad un corpo, definito tramite prodotto vettoriale fra quantità di moto e un certo braccio arbitrario. Acquista utilità fisica (simil quantità di moto) nel dsecrivere i moti che non sono rettilinei. Ad esempio prendi un sasso che ruota di moto circolare uniforme.. Il suo momento angolare sarà un vettore costante, perpendicolare al piano dell'orbita del sasso (il verso dipende se il sasso gira in senso orario o antiorario). Bene, prendi questo concetto e mettilo da parte.
il momento magnetico è un vettore che si associa ad un circuito chiuso percorso da corrente. esso è definito come prodotto fra la corrente che scorre nel circuito e l'area racchiusa dal circuito, inoltre è definito in modo tale da essere perpendicolare al piano del circuito. Questo serve perchè se tu prendi un circuito percorso da corrente e lo piazzi in un campo magnetico uniforme e costante, esso tenderà, per via delle forze di lorentz, ad allineare il proprio momento magnetico lungo le linee di campo magnetico.. un po' come se il momento magnetico fosse "l'ago della bussola" di un circuito.
Ora torniamo all'esempio del sasso che si muove di moto circolare uniforme.. abbiamo detto che possiede momento angolare... ma ora consideriamo al posto del sasso, una particella carica.. beh, ruotando, si comporta come se fosse una corrente elettrica. E quindi l'orbita della particella si comporta come se fosse un circuito percorso da corrente e quindi possiede un momento magnetico. Per le cose che abbiamo detto prima, momento angolare della particella e momento magnetico dell'orbita (che forzando un po' le parole, possiamo anch'esso assiciarlo alla particella) sono 2 vettori che stanno sulla stessa direzione, in questo caso, ortogonale al piano di rotazione. Quindi vuol dire che fra loro c'è solo una certa costante di proporzionalità.. il succo è che ogni volta che una particella carica possiede un momento angolare, possiede anche un momento magnetico che giace sulla stessa direzione di quello angolare.
Precessione? è semplicemente il moto che fa l'asse della trottola quando la fai partire un po' storta. Oltre che a girare su stessa, il suo asse ruota descrivendo dei coni. Se metti una particella carica in un campo magnetico, se possiede momento angolare (e quindi magnetico) non parallelo al campo, allora questo farà un moto di precessione
Ora viene il difficile. Cos'è lo spin di una particella? detto in parole estremamente semplici, esso è un momento angolare "intrinseco" di origine puramente quantistica, che possiede una particella. Non si può capire classicamente cosè.. e in realtà non si può nemmeno quantisticamente, senza scomodare teorie più sofisticate. Ti basti sapere che è in qualche modo un momento angolare associato ad una particella carica.. detto questo, anche allo spin si associa un momento magnetico ed anche lui fa un moto di precessione se messo in un campo magnetico.
Su come funzioni la risonanza magnetica purtroppo non lo so.
iniziamo da momento angolare. Questo è un vettore che si associa ad un corpo, definito tramite prodotto vettoriale fra quantità di moto e un certo braccio arbitrario. Acquista utilità fisica (simil quantità di moto) nel dsecrivere i moti che non sono rettilinei. Ad esempio prendi un sasso che ruota di moto circolare uniforme.. Il suo momento angolare sarà un vettore costante, perpendicolare al piano dell'orbita del sasso (il verso dipende se il sasso gira in senso orario o antiorario). Bene, prendi questo concetto e mettilo da parte.
il momento magnetico è un vettore che si associa ad un circuito chiuso percorso da corrente. esso è definito come prodotto fra la corrente che scorre nel circuito e l'area racchiusa dal circuito, inoltre è definito in modo tale da essere perpendicolare al piano del circuito. Questo serve perchè se tu prendi un circuito percorso da corrente e lo piazzi in un campo magnetico uniforme e costante, esso tenderà, per via delle forze di lorentz, ad allineare il proprio momento magnetico lungo le linee di campo magnetico.. un po' come se il momento magnetico fosse "l'ago della bussola" di un circuito.
Ora torniamo all'esempio del sasso che si muove di moto circolare uniforme.. abbiamo detto che possiede momento angolare... ma ora consideriamo al posto del sasso, una particella carica.. beh, ruotando, si comporta come se fosse una corrente elettrica. E quindi l'orbita della particella si comporta come se fosse un circuito percorso da corrente e quindi possiede un momento magnetico. Per le cose che abbiamo detto prima, momento angolare della particella e momento magnetico dell'orbita (che forzando un po' le parole, possiamo anch'esso assiciarlo alla particella) sono 2 vettori che stanno sulla stessa direzione, in questo caso, ortogonale al piano di rotazione. Quindi vuol dire che fra loro c'è solo una certa costante di proporzionalità.. il succo è che ogni volta che una particella carica possiede un momento angolare, possiede anche un momento magnetico che giace sulla stessa direzione di quello angolare.
Precessione? è semplicemente il moto che fa l'asse della trottola quando la fai partire un po' storta. Oltre che a girare su stessa, il suo asse ruota descrivendo dei coni. Se metti una particella carica in un campo magnetico, se possiede momento angolare (e quindi magnetico) non parallelo al campo, allora questo farà un moto di precessione
Ora viene il difficile. Cos'è lo spin di una particella? detto in parole estremamente semplici, esso è un momento angolare "intrinseco" di origine puramente quantistica, che possiede una particella. Non si può capire classicamente cosè.. e in realtà non si può nemmeno quantisticamente, senza scomodare teorie più sofisticate. Ti basti sapere che è in qualche modo un momento angolare associato ad una particella carica.. detto questo, anche allo spin si associa un momento magnetico ed anche lui fa un moto di precessione se messo in un campo magnetico.
Su come funzioni la risonanza magnetica purtroppo non lo so.
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