1 实验一核磁共振磁共振是一种重要的物理现象。磁矩不为零的微观粒子，在恒定磁场的作用下， 产生一系列的分立能级。这些能级与量子力学所允许的电子自旋或核自旋以及与其相联系的磁矩的不同取向相对应，自旋磁矩同电磁辐射的交变磁场相互作用。当具有一定方位的交变磁场的频率与这些能级间的距离相当时，可观察到选择定则所允许的跃迁，产生磁共振现象，并可从交变磁场中吸收能量，得到磁共振波谱。磁共振吸收谱在射频和微波波段。当研究对象是自旋不为零的原子核时称为核磁共振(NMR)；对于电子则称为电子顺磁共振(ESR)或电子自旋共振。二者有着共同的理论基础。核磁共振能反映物质内部信息而不破坏物质结构，具有较高的灵敏度和分辨本领，因此核磁共振技术在物理、化学、生物、医学和临床诊断、计量科学、石油分析与勘探等许多领域得到重要应用。核磁共振实验是高等学校近代物理实验课程中的必做实验之一。如今, 许多理科院校的非物理类专业和许多工科、医学院校的基础物理实验课程也安排了核磁共振实验或演示实验。一．实验目的和教学要求1．了解核磁共振基本原理和实验方法；2．观察水样品中质子的共振信号，学会用NMR法测量磁场；3．观察聚四氟乙烯样品中氟核的共振信号，测量氟核的g 因子。 . 二．实验原理（一）磁共振理论自旋角动量 P不为零的原子核具有相应的磁矩μ , 关系为：P其中称为原子核的旋磁比, 是表征原子核性质的重要物理量之一。mqg2Pmq,分别为粒子的电荷和质量，g 为朗德因子。磁共振理论有经典和量子两种，都能说明共振现象的本质，现分别予以介绍。1．磁共振的宏观理论2 从经典力学观点看，具有磁矩μ 和角动量P 的粒子，在外磁场0B 中受到一个力矩L的作用：0BL其运动方程为：LPtdd, 考虑到P，有：0ddBμμt (1) 上式是微观磁矩在外场中的运动方程。设外加磁场0B 恒定且方向沿z 轴。解方程（ 1）得到：)sin(00tx)cos(00ty(2) 常数Cz由此可见 ,在外加稳恒磁场作用下，总磁矩μ 绕磁场0B 进动，如图1 所示。进动角频率为00B 。由上述推导看出,磁矩 μ 的进动频率0 与μ 和外磁场之间的夹角θ 无关。下面讨论外加磁场除了稳恒磁场0B 外, 在x - y平面上再加上旋转磁场1B , 其频率为图 1 磁矩在外磁场中进动示意图图 2 xy 平面内加进1B 示意图图 3 存在1B 时磁矩进动情况3 0 ，旋转方向与 μ 进动方向一致。这样1B 对μ 的影响似一恒定磁场，因此磁矩μ 在力矩1Bμ的作用...
