文档核磁共振类实验实验报告（一）核磁共振（二）脉冲核磁共振与核磁共振成像文档第一部分核磁共振基本原理1. 核磁共振磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。 如果共振是由原子核磁矩引起的，则该粒子系统产生的磁共振现象称核磁共振（简写作NMR）; 如果磁共振是由物质原子中的电子自旋磁矩提供的，则称电子自旋共振（简写ESR）, 亦称顺磁共振 ( 写作 EPR)；而由铁磁物质中的磁畴磁矩所产生的磁共振现象，则称铁磁共振（简写为FMR）。原子核磁矩与自旋的概念是1924 年泡利（Pauli ）为研究原子光谱的超精细结构而首先提出的。 核磁共振现象是原子核磁矩在外加恒定磁场作用下，核磁矩绕此磁场作拉莫尔进动，若在垂直于外磁场的方向上是加一交变电磁场，当此交变频率等于核磁矩绕外场拉莫尔进动频率时，原子核吸收射频场的能量，跃迁到高能级，即发生所谓的谐振现象。研究核磁共振有两种方法： 一是连续波法或称稳态法， 使用连续的射频场（即旋转磁场）作用到核系统上，观察到核对频率的感应信号；另一种是脉冲文档法，用射频脉冲作用在核系统上，观察到核对时间的响应信号。脉冲法有较高的灵敏度，测量速度快，但需要快速傅里叶变换，技术要求较高。以观察信号区分，可观察色散信号或吸收信号。但一般观察吸收信号，因为比较容易分析理解。从信号的检测来分，可分为感应法，平衡法，吸收法。测量共振时，核磁矩吸收射频场能量而在附近线圈中感应到信号，则为感应法； 测量由于共振使电桥失去平衡而输出电压的即为平衡法；直接测量共振使射频振荡线圈中负载发生变化的为吸收法。本实验用连续波吸收法来观察核磁共振现象。2. 核磁共振的量子力学描述核角动量 P 由下式描述，（1）式中， I是核自旋磁量子数， 可取 0，1/2 ，1，... 对 H核，I=1/2 。核自旋磁矩与 P 之间的关系写成P（2）式中，称为旋磁比e 为电子电荷；pm 为质子质量；Jg 为朗德因子。以 H核为例，式（ 2）可写为两种表达：(1)JNgI I（3）)1(IIP2hpJmeg2文档2Jpegpm（4）式中12710050787.5JTN称为核磁子，是核磁矩的单位。把氢核放入外磁场B ，可以取坐标轴 z 方向为 B 的方向。核的角动量在B方向上的投影值由下式决定mPB式中 m 称为磁量子数，可以取IIIIm),1(,,1,。核磁矩在 B 方向上的投影值为NJBmgmh（5）磁矩为的原子核在恒定磁场B 中具有的势能为BmgBBENNB（6）任何两个能级之间的能量差则...
