fisica de la rm

Fsica de la RMNFsica

M.Sc. Daniel Fino V.

Fundacion Escuela de Medicina NuclearMendoza, Argentina

Seminario de RMN, 2011

D. Fino (FUESMEN) Fsica de la RMN Junio de 2011 1 / 25

Contenido

1 Generalidades

2 Ondas electromagneticas

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

... Someone told me that each equation I included inthe book would halve the sales

A Brief History of Time (1988), Stephen Hawking

A menos que se mencione lo contrario, todas las imagenes, videosy espectros anatomicos que se muestren en la presentacion fueron

adquiridas en el servicio de RMN de alto campo (FUESMEN)

Generalidades

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Generalidades

Importan dos topicos claves...

Onda electromagnetica

Como se estimula y se recibe informacion

Electricidad y Magnetismo

Cursos de Fsica II

Modelo atomico

Porque pasa lo anterior !!!

Fsica moderna

Cursos de Fsica III

Maxwell, Einstein, Planck, Poincare, Lorentz

Generalidades

Importan dos topicos claves...

Como se estimula y se recibe informacion

Electricidad y Magnetismo

Cursos de Fsica II

Modelo atomico

Porque pasa lo anterior !!!

Fsica moderna

Cursos de Fsica III

Maxwell, Einstein, Planck, Poincare, Lorentz

Ondas Electromagneticas

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Semejante al movimiento constante de un automovil...

Distancia = Velocidad tiempo = c T = c 1

(1)

~E carga estatica, ~B carga dinamica.

c es constante !!!

y cambian coordinandose mutuamente

Dualidad onda/corpusculo = FOTON

(1)

c es constante !!!

(1)

c es constante !!!

Espectro electromagnetico

3 Hz hasta 300 GHz .. Ondas de radio o RF

3-30 MHz, RF de alta frecuencia

Horno microondas (2.4 GHz)

Radiacion ionizante (3 PHz)

Espectro electromagnetico

3 Hz hasta 300 GHz .. Ondas de radio o RF

3-30 MHz, RF de alta frecuencia

Horno microondas (2.4 GHz)

Radiacion ionizante (3 PHz)

Ley de induccion de Faraday

El voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la

rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnetico que atraviesa una

superficie cualquiera con el circuito como borde.

induction.avi

Play/Pause

Ir a RF

Voltaje inducido:

Cambio del campomagnetico ~B en eltiempo y superficie

TENGO UNASENAL QUE LAPUEDOMANIPULAR !!!(Computacional-mente)

induction.aviMedia File (video/avi)

Modelo Atomico

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Modelo Atomico

Modelo atomico

En primera aproximacion... La materia es algo vaca...

Modelo actual:Schrodinger = Nubede probabilidad

El diametro del nucleo esaprox. 100000 veces menorque el atomo.

7 Hagamos una analoga ...

Modelo Atomico

Modelo atomico

En primera aproximacion... La materia es algo vaca...

Modelo actual:Schrodinger = Nubede probabilidad

El diametro del nucleo esaprox. 100000 veces menorque el atomo.

7 Hagamos una analoga ...

Modelo Atomico

Si el nucleo fuera deltamano de una bola deping-pong...

El atomo sera del tamano de esta vistaaerea de B.Aires.

problema...

Para interactuar con un nucleo... mucho flujo de FOTONES !!!

Modelo Atomico

Si el nucleo fuera deltamano de una bola deping-pong...

El atomo sera del tamano de esta vistaaerea de B.Aires.

problema...

Para interactuar con un nucleo... mucho flujo de FOTONES !!!

Modelo Atomico

Propiedades de las partculas ...

Masa Carga

Espn (~I )

Concepto complejo... (del ingles spin =giro)

propiedad de las partculas sub-atomicas, por

la cual tienen un momento angular intrnseco

de valor fijo

Modelo Atomico

Espn

propiedad de las partculas sub-atomicas, por la cual tienen unmomento angular intrnseco de valor fijo

Momento Angular:Rotacion caracterstica devalor fijo

No tiene cualquier valor

Valores...

~Ie-,P+,N =12

~Ifoton = 1

Si, el neutron y el fotontienen espn !!!

pero ... y en el nucleo donde hay muchas cosas ...

Modelo Atomico

Espn

propiedad de las partculas sub-atomicas, por la cual tienen unmomento angular intrnseco de valor fijo

Momento Angular:Rotacion caracterstica devalor fijo

No tiene cualquier valor

Valores...

~Ie-,P+,N =12

~Ifoton = 1

Si, el neutron y el fotontienen espn !!!

pero ... y en el nucleo donde hay muchas cosas ...

Modelo Atomico

Espn del nucleo

Nucleo: Sus componentes interactuan, se acoplan ...Nos interesan nucleos con espn 12

porque ??? = solo dos estados... | > y | >Otros requerimientos...

Nucleos abundantes (biomoleculas)

Magneticamente susceptibles

Solucion !!!1H, 31P

Otras... sustituyo el 13C por el 12C ... 15N por el 14N

Modelo Atomico

Espn del nucleo

Solucion !!!1H, 31P

Modelo Atomico

Espn del nucleo

Solucion !!!1H, 31P

Modelo Atomico

Niveles de energa

Un poco de fsica moderna ycuantica...Nos interesa el NUCLEO

Los nucleos tienen niveles

discretos de energa

Para ir de un estado aotro... ganar o perderfoton !!

Todos los nucleos sondiferentes

Modelo Atomico

Niveles de energa

Un poco de fsica moderna ycuantica...Nos interesa el NUCLEO

Los nucleos tienen niveles

discretos de energa

Para ir de un estado aotro... ganar o perderfoton !!

Todos los nucleos sondiferentes

Campo magnetico

Contenido

1 Generalidades

3 Modelo Atomico

4 Campo magnetico

Campo magnetico

Que pasa con el espn ??

Se alinea con ~B , NO CAMBIA SU ROTACION !!

A favor del campo: menor energa

El problema del eje z ...

7 Consecuencias en los niveles de energa...D. Fino (FUESMEN) Fsica de la RMN Junio de 2011 18 / 25

Campo magnetico

Que pasa con el espn ??

Se alinea con ~B , NO CAMBIA SU ROTACION !!

A favor del campo: menor energa

El problema del eje z ...

7 Consecuencias en los niveles de energa...D. Fino (FUESMEN) Fsica de la RMN Junio de 2011 18 / 25

Campo magnetico

Niveles de energa ...

Hagamos una analoga con la masa...

Que pasa cuando saltamos ???

La masa (sus efectos) toma mas relevancia en un campo gravitatorio !!

Igual pasa con el espn !!D. Fino (FUESMEN) Fsica de la RMN Junio de 2011 19 / 25

Campo magnetico

Niveles de energa ... Ahora con ~B

... se denomina desdoblamiento de niveles

Cambios de energa mucho mas pequenos !!!

Campo magnetico

Niveles de energa ... Ahora con ~B

... se denomina desdoblamiento de niveles

Cambios de energa mucho mas pequenos !!!

Campo magnetico

... Efecto Zeeman

Una grafica que han visto... ven... y/o veran !!!!!

La energa entre los dos niveles (I = 12)... depende de~B

Campo magnetico

De lo sub-atomico a lo macroscopico

Vamos por pasos...

A nivel sub-atomico

Espn (Spin) = Precesa alrededor ~B0 !!!Varias orientaciones !!!

Magnetismo !!! momento magnetico de espn ~ conceptosub-atomico

A nivel macroscopico(Estadstica ... lejos de ser sencilla !!)

Magnetizacion de los ~ de una muestra (paciente)~M : Tiene direccion y depende de la alineacion de los ~s

Campo magnetico

Vamos por pasos...

A nivel sub-atomico

Campo magnetico

Vamos por pasos...

A nivel sub-atomico

Campo magnetico

Vamos por pasos...

A nivel sub-atomico

Campo magnetico

Que es la magnetizacion ... ??

Magnetizacion, imantacion o imanacion:

El grado de habilidad de un material para generar uncampo magnetico en si mismo en presencia de un campo

magnetico externo

Aparecen conceptos como ...

Permeabilidad magnetica ...

Susceptibilidad magnetica ...

Son coeficientes que permiten clasificar los materiales.

Campo magnetico

Que es la magnetizacion ... ??

Magnetizacion, imantacion o imanacion:

El grado de habilidad de un material para generar uncampo magnetico en si mismo en presencia de un campo

magnetico externo

Aparecen conceptos como ...

Permeabilidad magnetica ...

Susceptibilidad magnetica ...

Son coeficientes que permiten clasificar los materiales.

Campo magnetico

... la ultima de Teora

Materiales Ferromagneticos

Facilmente magnetizables, gen-eran un campo magnetico en s mis-mos... atraen el campo. Fe, Ni, Gd.

Materiales Paramagneticos

Difciles de magnetizar. No interac-tuan significativamente con ~B . Aire,Al, Na, Li, Gd

Materiales Diamagneticos

Actuan debilmente en contra delcampo., repelen el campo..... H,He, S, Cu, Agua

Campo magnetico

Charlas recomendadas

Ver antes: Introduccion a la RM

Seguir con: Magnetizacion en RM

Informacion sobre seminario

www.resonanciaaltocampo.com

fadesa.org.ar/fadesa

Red interna: entransito en Atuel (Q:) - Seminario de RMN2011

Gracias por su atencion !!!1E-mail: [email protected]

1Si tiene problemas para ver las animaciones y videos de esta presentacion, asegurese de tener

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Campo magnetico

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