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文档简介

核磁共振1924年泡利（W.Pauli）提出核自旋的假设，1930年埃斯特曼（L.Esterman）在实验上证实.核磁共振是指电磁波作用的原子核系统在外磁场中能级之间发生共振跃迁的现象，1939年，拉比（I.I.Rabi）以及随后的伯塞尔（E.M.Purcell）和布洛赫（F.Bloch）因观察到此现象而分别获得1944年和1952年诺贝尔物理学奖。核磁共振已成为确定物质分子结构、组成和性质的重要实验方法.一、原理1.共振吸收对于质子数和中子数两者或其一为奇数的原子核才有核自旋，其磁矩μ与核自旋角动量J成正比，可写成（1）r为旋磁比，实验上常用无量纲的比例因子g代替r，称为g因子，其间的关系可写成

式中e为电子电荷，，h为普朗克常数，mp为质子质量，c为光速，I为核自旋量子数，对氢核，而常数称为玻尔核磁矩。当核自旋系统处在恒定磁场Bz中时，由于核自旋和磁场Bz间的相互作用，核能级发生塞曼能级分裂。对氢核这类I=1/2的简单核系统，核能级仅分裂成上、下两个能级E2和E1，如图8-1所示。磁场为Bz时，塞曼分裂上下两能级间能量差与g和Bz成正比。自旋系统（自旋粒子数在1014—1015以上）统计上的净结果是从射频磁场吸收能量而产生核磁共振吸收，式（3）称为核磁共振条件。

图8–1核塞曼能级分裂T2称为横向驰豫时间。T2定义为T2的大小反比于盐浓度。人体组织的骨、脂肪、肌肉、内脏、血液的盐浓度都不一样，所以在医用核磁共振仪上很容易区别它们。T2小则共振峰宽。用示波器观察共振信号（示波器采用内扫描方式）。ω1是指共振信号三峰等间隔的圆频率，ω0是指共振信号二峰合一时的圆频率，ω扫等于市电频率50乘以2л。Δt指三峰等间隔时共振峰半高宽的时间间隔，它可以通过如图8—2的比例求得。

用移相法观察：磁场和示波器都用同一音频正弦波（50Hz）进行同步扫描，示波器上看到李萨如图形，示波器Y轴接共振信号，X轴接RC平衡式移相器的输出信号，电位器W1用于移相，W2则用于调幅。ω1指二峰在中间的圆频率，ω0指二峰一起移到边缘时的圆频率，Δt通过如图8—3的比例求得。

4.用硫酸铜或其它水溶液样品，分别用内扫描法和移相法测出水的横向弛豫时间T2。5.使用氢氟酸（HF）样品，分别测出氢核H和氟核F的共振频率

、，计算gH和gF因子，并与标准值比较，求百分差。三、思考题1.是否任何原子核系统均可产生核磁共振现象？2.样品中掺入顺

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