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用一种直观的新方法分析核磁共振实验中移相法的本质 颜俊0529029 复旦大学物理系 摘要：本文主要介绍了一种较为直观的新方法来分析观测稳定核磁共振信号的常用实验方法 ——移相法的本质，以此提出了简化目前用移相法测量样品横向弛豫时间的实验过程 的方法，并且提出了实验中部分实验仪器的改进建议。 关键词：核磁共振 移相法 二峰合一 横向弛豫时间 一、引言 核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段，由于其可深入物质内部而不破坏样品，并 具有迅速、准确、分辨率高等优点而得以迅速发展和广泛应用，已经从物理学渗透到化学、 生物、地质、医疗以及材料等学科，在科研和生产中发挥了巨大作用。本文介绍了一种新的 直观手段用以分析移相法的意义，并且提出了几个在用移相法测量纯水的横向弛豫时间的实 验中需做的一些仪器上的改进建议。 二、核磁共振原理简介 原子核具有核自旋，由核自旋引起的自旋磁矩为： q  g ( h)I g  I (1) N 2m c p m  qh / 2m c 式中， 为核自旋矢量， 为质子质量，c 为光速， 被定义为玻尔核 I p N p 磁矩。当外加一磁场时，核能级发生Zeeman 分裂，分裂后的附加磁能级为： E g  m B (2) N I z m 式中， 为磁量子数。对于 = 1/ 2 的核， 。当在垂直于原磁场方向上再加 I I mI 1/ 2   上一个频率为 的射频磁场时，当 满足： h E g B (3) N z 时，原子核吸收射频场能量而发生核磁共振效应，式 （3）被称为共振条件。 三、实验方法和实验现象的原理分析 §3.1 内扫法的实验过程与其相应的理论依据： B 实验中，在使样品磁能级发生Zeeman 分裂的直流磁场 上还加有一个小的音频调制 z 磁场B B sin t ，则 B B B sin  t ，这样一来在[B B , B B ] 范 扫 扫0 扫 z总 z 扫0 扫 z 扫0 z 扫0 围内的某一 值就可以反复出现，从而就可以在示波器上显示出稳定的共振信号。（如果没 B z B B 有 ，则在某 处出现的共振信号会由于弛豫效应而即刻消失。） 扫 z 内扫法的磁场是用音频正弦波来扫描的，故输入到示波器后会显示如图1 所示的波形， v 调节射频频率 ，当满足共振条件时，会出现如图2 所示的共振信