核磁共振实验报告中科大学生作请自行参考VIP专享

核磁共振 系别：11 系 学号：PB06210381 姓名：赵海波 实验目的：观察核磁共振稳态吸收现象，掌握核磁共振的实验基本原理和方法，测量H1和F19的γ 值和g 因子。 实验原理： 1． 核自旋 原子核具有自旋，其自旋角动量为 hIIp)1(1 （1） 其中 I 是核自旋量子数，其值为半整数或整数。当质子数和质量数均为偶数时，I=0，当质量数为偶数而质子数为奇数时，I=0,1,2… ，当质量数为奇数时，I=2n （n=1，3,5… ）． 2． 核磁矩 原子核带有电荷，因而具有子旋磁矩，其大小为 )1(211IIgpmegNN （2） NNmeh2 （3） 式中 g 为核的朗德因子，对质子，g＝5.586，Nm 为原子核质量，N 为核磁子，N ＝227100509.5mA，令 gmeN2 （4） 显然有 IIp  （5） γ 称为核的旋磁比。 3． 核磁矩在外磁场中的能量 核自旋磁矩在外磁场中会进动。进动的角频率 00B  （6） 0B 为外恒定磁场。表2.3.1-1 列出了一些原子核的自旋量子数、磁矩和进动频率。 核自旋角动量Ip 的空间的取向是量子化的。设z轴沿OB 方向，Ip 在z方向分量只能取 mhpIz  （m=I，I-1，…，-I+1，-I） （7） IzIzp （8） 则核磁矩所具有的势能为 000mBhBBEIzI （9） 对于氢核（H1），Ｉ＝ 21 ，m＝21，021BhE，两能级之间的能量差为 000BgBhhEN （10） E正比于OB ，由于Nm约等于电子质量的18401，故在同样的外磁场OB 中，核能级裂距约为电子自旋能级裂距的18401，这表明核磁共振信号比电子自旋共振信号弱的多，观测起来更困难。 ４．核磁共振 实现核磁共振，必须有一个稳恒的外磁场OB 及一个与OB 和总磁矩 m 所组成的平面相垂直的旋转磁场1B ，当1B 的角频率等于0 时，旋转磁场的能量为Eh0，则核吸收此旋转磁场能量，实现能级间的跃迁，即发生核磁共振。 此时应满足 00BhghEN （11） hgN  （12） 00B  （13） h 为普朗克常数。 研究核磁共振有两种方法， 一是连续波法或称稳态方法， 是用连续的射频场（即旋转磁场1B ）作用到核系统上，观察到核对频率的响应信号。另一种是脉冲法，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，但需要进行快速傅里叶变换，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...