核磁共振根基实验加原理详细介绍.pdfVIP

实验四 核磁共振   对于角动量 I ( 或J ) 不等于零的粒子, 和它相联系的有共线取向的磁矩    μ , μ  γ  I , γ 称为粒子的回磁比。由这样的粒子构成的量子力学体系，在外磁   场B 中，能级将发生塞曼分裂，不同磁量子数m 所对应的状态，其磁矩μ 处的 0   空间取向不同，与外磁场 之间有不同的夹角，并以角频率 绕外场 B0 ω 0 γ B0 B0 进动。能级附加能量为 E  (μ I) mB 0 ，相邻能级 (Δ m  1) 之间的能量差为  ΔE  (μ I) B 。若在垂直于B 的平面上，加上一个角频率为ω的交变磁场，当其 0 0  角频率满足 ，即 与粒子绕外场 进动的角频率 相等时， 粒子在相 ΔE  ω ω B ω 0 0 邻塞曼能级之间将发生磁偶极跃迁，磁偶极跃迁的选择定则是 m  1 ,这种现 1 7 10 象称为磁共振。当考虑的对象是原子核（如 H ,Li ,F 等）时，称为核磁共振 （Naclear Magnefic Resona nce 缩写为NMR ）；对于电子称为电子顺磁共振（或 电子自旋共振）。由于磁共振发生在射频(核磁共振)和微波(电子顺磁共振)范围，  磁共振已成为波谱学的重要组成部分。由磁共振时B0 和ω0 之间的关系可精确测 定粒子的回磁比γ ，它是研究粒子内部结构的重要参数。 1946 年，美国Stanford 大学的Bloch 和Hanson 与Harvard 大学的Purcell 和 Pound 分别采用射频技术进行了核磁共振实验。由于这一发现。这几位科学家获 得了1952 年的诺贝尔奖金。 近年来，随着科学技术的发展，核磁共振技术在物理、化学、生物、医学等 方面得到了广泛的应用。它不但能用于测定核磁矩，研究核结构。也可以用于分 子结构的分析，另外，利用核磁共振对磁场进行测量和分析也是目前公认的标准 方法。如今，在研究物质的微观结构方面形成了一个科学分支——核磁共振波谱 学。核磁共振成像技术已成为检查人体病变方面有利的武器。它的应用必将进一 步发展。 一、 实验目的 1、通过调试观察核磁共振现象，了解和掌握稳态核磁共振现象的原理和实验方 法。 2、掌握测定物质的旋磁比，g 因子及其磁矩的方法。 二、 实验原理 在凝聚态中，热平衡时，相邻能级上粒子遵从玻尔兹曼分布，即 N10 N 20  exp( Δ E KT) 式中角标“1”表示上能级。角标“2”表示下能级。角标“0”表示热平衡时值。T 为 晶核温度。在通常磁场下，由于核磁矩很小，室温时， ， 略小于