核磁共振实验报告

应用0903班王文广U200910198应物0903班核磁共振实验报告王文广 U200910198苏海瑞 U200910218核磁共振实验报告一、实验目的 1了解核样共振的基本原理2学习利用核磁共振测量磁场强度和原子核的g因子的方法二、实验内容1在加不同大小扫场情况下仔细观察水样品的核磁共振现象，记录每种情况下的共振峰形和对应的频率2仔细观察和判断扫场变化对共振峰形的影响，从中确定真正能应永久磁铁磁场的共振频率，并以此频率和质子的公认旋磁比值计算样品所在位置的磁场3根据记录的数据计算扫场的幅度4研究射频磁场的强弱对共振信号强度的影响 5观察聚四氟乙烯样品的核磁共振现象，并计算氟核的g因子三、实验原理1核磁共振现象与共振条件原子的总磁矩和总角动量存在如下关系对于自旋不为零的原子核，核磁矩和自旋角动量也存在如下关系按照量子理论，存在核自旋和核磁矩的量子力学体系，在外磁场中能级将发生赛曼分裂，相邻能级间具有能量差，当有外界条件提供与相同的磁能时，将引起相邻赛曼能级之间的磁偶极跃迁，比如赛曼能级的能量差为的氢核发射能量为的光子，当时，氢核将吸收这个光子由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级，这种共振吸收跃迁现象称为“核磁共振”由上可知，核磁共振发生和条件是电磁波的圆频率为 2用扫场法产生核磁共振 在实验中要使得到满足不是容易的，因为磁场不是容易控制，因此我们在一个永磁铁上叠加一个低频交谈磁场，使氢质子能级能量差有一个变化的区域，调节射频场的频率，使射频场的能量能进入这个区域，这样在某一瞬间等式总能成立。如图， 由图可知，当共振信号非等间距时共振点处，未知，无法利用等式求出的值 调节射频场的频率使共振信号等间距时，共振点处，的值便可求出四、实验装置示波器、边限振荡器、频率计、电源、样品、扫场线圈、永久磁铁、频率计五、实验过程 1实验准备 2观察现象 3测量共振频率六、实验记录和数据处理 1加不同扫场观察核磁共振 这里用的样品是水，观察质子的核磁共振 记当共振信号出现共振点的频率为 当共振信号等间距时共振点频率 当共振信消失时共振点的频率为扫场电压(V)10024.61624.67424.7187524.62924.67124.7065024.64124.67124.6922524.65424.66824.680524.66324.66724.670 由公式可计算出的值数据中共振信号等间隔时的共振频率相差不大，这应该是由实验仪器造成的我们在计算的时候取的平均值计算扫场的幅度 在上面的推导中，我们之所以用是为了减小误差由上面的五组数据得 根据计算的结果，发现扫场的大小和电压的大小是成线性的 2射频磁场的强弱和共振信号强度的关系 射频磁场的强度我们用装有样品的面板上的幅度旋钮进行调节，所以射频磁场强度用幅度来表示；共振信号的强度我们通过示波器上波形的高度Y来表示。射频磁场强度示波器读数放大倍数共振信号强度101.80.099.830.159.63.40.349.42.51.2529.23.81.99.113.01.592.21.182.90.5872.50.2562.00.2 由图像可知，共振信号的强度先随着射频磁场的增强而增强，到达峰值后随着射频磁场的增强而减弱。 3观察聚四氟乙烯样品的核磁共振现象，并计算氟核的g因子 水样品的共振信号 聚四氟乙烯的共振信号 在实验过程中，调出聚四氟乙烯的共振信号比较麻烦，因为氟原子的共振信号比较弱，这一点可以由以上两幅图像对比可以看