전자상자성공명

짝을 이루지 못한 전자는 자신의 스핀 때문에 미세한 자석처럼 거동을 한다. 이와 같은 전자를 포함하는 물질이 강한 자기장 내에 놓이게 되면 짝을 이루지 못한 전자, 즉 기본 자석의 자기축이 외부의 강한 자기장에 부분적으로 정렬을 하게 되며 회전하는 팽이가 지구의 중력장 내에서 원뿔 모양을 그리면서 세차운동을 하는 것과 마찬가지로 자기장 내에서 세차운동을 하게 된다.

공명은 마이크로파의 진동하는 자기장의 주파수가 기본 자석의 세차운동 주파수와 일치할 때 이 에너지를 흡수하는 것이다.

마이크로파의 주파수나 고정된 자기장의 강도 중 어느 하나를 고정시키고 다른 하나는 변화시키면서 흡수되는 복사의 양을 변화하는 변수의 함수로 측정하면 전자 상자성 공명 스펙트럼을 나타내게 된다. 이와 같은 스펙트럼은 일반적으로 가해지는 정적 자기장의 세기에 따른 마이크로파의 에너지 흡수의 그래프인데 상자성 물질을 확인하거나 짝을 이루지 않는 전자를 알아낼 뿐 아니라 이들과 인접한 물질과의 상호작용을 확인하여 화학 결합의 특성을 조사하는 데 이용된다.