電子自旋共振

维基百科，自由的百科全书

電子自旋共振（electron spin resonance, ESR），過去常稱為電子順磁共振（electron paramagnetic resonance, EPR），是屬於自旋1/2粒子的電子在靜磁場下的磁共振現象，類似靜磁場下自旋1/2原子核有核磁共振之現象，又因利用到電子的順磁性，故稱電子順磁共振。

但是由於分子中的電子多數是成對存在，根據包立不相容原理，每對電子必為一個自旋向上，一個自旋向下，而磁性互相抵消。因此必須有不成對電子的存在，才能表現磁共振，例如過渡元素重金屬或者自由基的存在。

雖然原理類似於核磁共振，但由於電子質量遠輕於原子核，而有強度大許多的磁矩。以氫核(質子)為例，電子磁矩強度是質子的659.59倍。因此對於電子，磁共振所在的拉莫頻率通常需要透過減弱主磁場強度來使之降低。但即使如此，拉莫頻率通常所在波段仍比核磁共振拉莫頻率所在的射頻範圍還要高——微波，因而有穿透力以及對帶有水分子的樣品有加熱可能的潛在問題，在進行人體造影時則需要改變策略。舉例而言，0.3 特斯拉的主磁場下，電子共振頻率發上在8.41 吉赫，而對於常用的核磁共振核種——質子而言，在這樣強度的磁場下，其共振頻率為12.77 兆赫。

EPR應用在多個領域，包括了：

固態物理，辨識與定量自由基分子(即帶有不成對電子的分子)。
化學，用以偵測反應路徑。
生物醫學領域，用在標記生物性自旋探子。另外在造影方面另有用途，參見下方說明。
晶体学，用来进行晶体内部缺陷的局部结构的研究。一般需要配合测角器（Goniometer）。

一般而言，自由基在化學上是具有高度反應力，而在正常生物環境中並不會以高濃度出現。若採用特別設計的不反應自由基分子，將之附著在生物細胞的特定位置，就有可能得到這些所謂自旋標記或自旋探子分子附近的環境。

[编辑] 理論

[编辑] 參數

g因子
A参数
D参数
E参数
a参数
F参数
P参数

[编辑] 限制

[编辑] 電磁自旋共振造影

EPR用在造影上，理想上是可以用在定位人體中所具有的自由基，理論上較常出現在發炎病灶；但目前仍處在開發階段，包括訊雜比等等問題待解決。