- 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
- 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
核磁共振实验.doc
核磁共振实验
邱正明
基本原理
自旋不为零的粒子,如电子和质子,具有自旋磁矩。如果我们把这样的粒子放入稳恒的外磁场中,粒子的磁矩就会和外磁场相互作用使粒子的能级产生分裂,分裂后两能级间的能量差为:
(1)
其中:γ为粒子的旋磁比,为约化普朗可常数,B0为稳恒外磁场。
如果此时再在稳恒外磁场的垂直方向给粒子加上一个高频电磁场,该电磁场的频率为ν,能量为:
(2)
当该能量等于粒子分裂后两能级间的能量差ΔE时即:
(3)
低能极上的粒子就要吸收高频电磁场的能量产生跃迁,即所谓的磁共振。
实验设备
样品(sample)水:提供实验用的粒子,氢(H)。
同时也将探测到的共振电信号放大后输出到示波器,边限振荡器的频率由频率计读出。
绕在永磁铁外的磁感应线圈:其提供一个叠加在永磁铁上的扫场。
调压变压器:为磁感应线圈提供50周的扫场电压。
频率计:读取射频场的频率。
示波器:观察共振信号。
图一
实验原理
由公式(3)可知,为了实现核磁共振有两种实验方法:
固定外磁场B0,调节高频电磁场频率ν,实现核磁共振,此为扫频法。
固定高频电磁场频率ν,调节外磁场B0,实现核磁共振,此为扫场法。
本实验用的是第二种实验方法,即扫场法。
在本实验要测的一个物理量是氢质子的γ因子,由公式(3)可知,只要知道B0,ν即可求得γ,B0在实验设备中已标定(如0.55T)很难固定在这一值上。实际上等式(3) 在实验中很难成立。
为实现核磁共振,可在永磁铁B0上叠加一个低频交变磁场BmSinωt,即所谓的扫场(ω为市电频率50HZ,远低于高频场的频率ν其约几十MHZ),使氢质子两能级能量差 γh(B0+BmSin100πt)进入这个范围,这样在某一时刻等式 =γ(B0+BmSin100πt) 图二
此时通过边限振荡器的探测装置在示波器上可观测到共振信号。(见图二)
由上图可见,当共振信号非等间距时,共振点处的等式为ν=γ(B0+BmSin100πt) 此时的ν为共振信号等间距时的频率,由频率计读出。γ=2πν/B0,γ值可求。(见图三)
图三
探测装置的工作原理:图一中绕在样品上的线圈是边限震荡器电路的一部分,在非磁共振状态下它处在边限震荡状态(即似振非振的状态),并把电磁能加在样品上,方向与外磁场垂直。当磁共振发生时,样品中的粒子吸收了震荡电路提供的能量使振荡电路的Q值发生变化,振荡电路产生显著的振荡,在示波器上产生共振信号。
核磁共振试验要求和步骤
观察H (样品水)的核磁共振信号:(记9组数据和图形)
将边限振荡器的“检波输出”接示波器的“CH1”端,置示波器的“方式”为CH1。
将边限振荡器的“频率测试”端接多功能计数器的“输入A”。
将边限震荡器盒上的样品小心地从永磁铁上的插槽放入永磁铁中。(注意不要碰掉样品的铜皮)
将调压变压器插头接入220V市电插座,输出设为100V。
打开边限振荡器电源开关,调节“频率调节”旋钮,使示波器上出现共振信号。
调节调压变压器使其输出为50---100V中的某一值,保持该值不变,记下该值,调节边限振荡器的“频率调节”旋钮,观察示波器上共振波形的变化,任选三个不同的波形画下,记下相应的边限振荡器频率(由频率计读出,计小数点后三位)。
调节“频率调节”旋钮,将共振信号调成不等间距,保持该频率不变(如频率不稳定可每次调回到该频率值),记下该频率值。
改变调压器的输出电压VV), 观察示波器上共振信号的变化,任选三个不同的电压,画下相应波形,记下相应的V值。
将共振信号调成等间距, 保持该频率不变, 记下该频率值。改变调压器的输出电压VV), 选三个不同的电压V画下相应波形,记下相应的V值。
对以上共振信号波形随V,,变化的原因进行讨论。
测量H的因子和g因子:
将样品放入永磁铁的磁场最强处(可左右移动边限振荡器铁盒,观察示波器上共振信号波形,当幅值最强波形尾波最多时样品即在磁场最强处)。记下此时盒边所对标尺的刻度值。
置示波器扫描时间为5ms/div,调节边线振荡器的“频率调节”旋钮使共振信号等间距(间隔为10ms)。
读频率计,记下此时的频率值。
将信号调离等间距重复以上b--c步骤(此步骤进行六次,求频率的平均值)。
记下永磁铁上的磁感应强度B值。
由公式计算g和因子。
测量F的因子和g因子:
将样品换成F,并放在磁场最强处(放在上次记下的标尺刻度值处)。
重复第2项b---f各步骤。
改变样品在磁场中的位置,测出对应位置的磁感应强度B:
把样品水放入磁场中,向右(左)移使其偏离中心位置,记下刻度值。
使波形等间距,记下此时的频率值。
改变三个不同位置,重复b。
您可能关注的文档
最近下载
- 绵阳南山2025年高中自主招生数学真卷 .pdf VIP
- 学生公寓引进社会化服务安装自助吹风机项目147.docx
- 粤语学习必威体育精装版最全教程.ppt VIP
- 2025上海市六年级升七年级暑假数学衔接讲义 第32讲 图形的运动 暑假综合检测二(解析版)(1).docx VIP
- 压力容器制造质量保证手册+程序文件+表格-符合TSG 07-2019特种设备质量保证管理体系.pdf
- 深海鱼油(syt)课件.ppt
- 《做温暖的教育者》读书分享+课件.pptx VIP
- GB50907-2013 抗爆间室结构设计规范.docx VIP
- 部编版语文一年级上册第八单元教材解读大单元集体备课.pptx VIP
- 大功率充电中压直挂充电技术的发展.pdf VIP
文档评论(0)