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文档简介

1、质子磁力仪技术原理 1.质子（核子）的旋进。质子磁力仪使用的工作物质（探头中）有蒸馏水、酒精、煤油、苯等富含氢的液体。水（H2O)宏观看它是逆磁性物质。但是，其各个组成部分，磁性不同。水分子中的氧原子核，不具磁性。它的10个电子，其自旋磁矩都成对地互相抵消了，而电子的运动轨道又由于水分子间的相互作用被“封固”。当有外界磁场作用时，因电磁感应作用，各轨道电子的速度略有改变，因而显示出水的逆磁性。此外，水分子中的氢原子核（质子），由自旋产生的磁矩，将在外加磁场的影响下，逐渐地转带外磁场方向。这就是逆磁性介质中的“核子顺磁性”。当没有外界磁场作用于含氢液体时，其中质子磁矩无规则地任意指向，不显示宏观

2、磁场。若垂直地磁场T的方向，加一个强人工磁场H0，则样品中的质子磁矩，将按H0方向排列起来，如图212（a)所示，此过程称为极化。然后，切断磁场H0，则地磁场对质子有µp × T的力矩作用，试图将质子拉回到地磁场方向，由于质子自旋，因由在力矩作用下，质子磁矩µp 将绕着地磁场T的方向作旋进运动（叫做拉莫尔旋进），如图212（b所示。它好像是地面上倾斜旋转着的陀螺，在重力作用线并不立刻倒下，而绕着铅垂方向作旋进运动的情景一样。 2.测量原理。理论物理分析研究表明，氢质子旋进的角度速度与地磁场T的大小成正比，其关系为式中：p 为质子的自旋磁矩与角度之比，叫做质子磁旋比（或回旋磁比率），它是一个常数。根据我国国家标准局1982年颁布的质子磁旋比数值是 又因，则有式中：T以纳特（nT）为单位。由式可见，只要能准确测量出质子旋进频率f，乘以常数，就是地磁场T的值。3.质子旋进讯号。从上述讨论得知，测定地磁场T的量值，须使质子作自由旋进运动，为此要将质子磁矩极化，使之偏三离T的方向一角度。通常采用的极化方法是：在圆柱形有机玻璃容器内，装满富含氢的工作物质（如水等），容器置于线圈之中。线圈通以电流，使其内产生n × 104A/m的极化（磁化）磁场H0，其方向沿线

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