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近代物理实验论文 核磁共振信号 强弱的影响因素及其原理探究 作者: 朱艳燕 学号：0572442 专业：光信息科学与技术 目 录 摘 要 关键词 引 言 正 文 1、实验各参数的调节对共振信号的影响 （1）频率调节 （2）射频电流调节 （3）扫场电压调节 （4）样品位置调节 2、影响共振信号强弱的其他因素 （1）样品在磁场的位置 （2）探测器 （3）磁场 （4）扫场信号、交变磁场 （5）调节速度 （6）共振信号等间距 结 论 参考文献 摘要(Abstract) In the course of the experiment,the most important thing is to adjust the signal of the resonance.That the resonance is strong or feeble will directly affact the course and the result of the experiment.In the process of the adjustment,we will find there are many factors affacting the signal of the resonance.It’s very important to explore the factors and the principle roundly in the experiment. 关键词（Keywords） 核磁共振 共振信号 磁场 频率 引言（Introduction） 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance），是指具有磁矩的原子核在静磁场中，受电磁波（通常为射频电磁振荡波RF）激发，而产生的共振跃迁现象。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，先后有六名科学家在核磁共振领域获得了诺贝尔奖。 核磁共振实验过程中，遇到的棘手问题就是调节共振信号，共振信号的强弱直接影响到实验的进程与结果，而调节过程中影响共振信号有无以及强弱的因素有很多，较为全面地探究其影响因素以及原理是本实验的重中之重。 正文(Theory parts and experimental details) 1、实验各参数的调节对共振信号的影响 （1）频率调节 实验中样品处的磁感应强度是以为平均值的正弦振荡磁场。根据，则示波器上两次出现二峰合一时的频率，与的差应相等，但实测分析： 根据，满足共振条件的边限振荡器的振荡频率应为。 Ⅰ、如果边限振荡器的实际振荡频率,则共振条件要求样品应处于B 的磁场中，但因为,B =,因而实际磁场不可能满足上述条件，不能出现共振，边限振荡器的输出幅度无变化，示波器显示为一条直线。 Ⅱ、如果≈（设≥），则共振条件要求B≈（B ≥） ，这可以在符合B = Bz =的某些时刻t得到满足，即会发生共振，这些时刻，边限振荡器的输出振幅下降，示波器上显示出若干个吸收峰，在Bz的一个周期内有两个，如下图所示。 Ⅲ、如果=，则共振条件要求B =，此条件在t=0时得到满足，此时示波器上显示的吸收峰是等间距的，此时从边限振荡器上读出的频率即为共振频率。 Ⅳ、如果，则共振条件要求，此条件在t=是得到满足，此时示波器上显示的就是“二峰合一”的信号，如下图所示。 （2）射频电流调节 增大射频电流，发现频率有所下降；减小射频电流，频率有所上升，为找出最佳实验条件，应遵循“单一变量”法，在改变电流后，应调频回原值，再观察现象。增大射频电流时，示波器上图形出现较大杂波，并且出现大幅跳跃，变得不稳定： 射频电流/μA 20.0 22.0 22.8 峰高/div 1.7 2.0 2.6 根据以上数据，峰高随射频电流增大而增大，但射频电流较大会造成示波器上波形不稳定，引起读数困难，最终确定最合适的射频电流为22.0μA。 （3）扫场电压调节 减小扫场电压，峰高上升，峰宽变大，波形面积增大；增大扫场电压，峰高降低，峰宽变小，波形面积减小。最终确定最合适的扫场电压为5.0V （4）样品位置调节 样品前后移动，峰高逐渐减小，峰宽增大，峰的面积减小至消失。 样品从较稳定的磁场中心位置向前后移动后，所处位置的磁感应强度有所减弱，因而对应的共振频率会下降一些。另外，由于样品有一定的宽度，在移动后，由于磁场的不均匀性，穿过样品不同位置的磁感应强度会有较大的变化，因而整个样品在示波器上的核磁共振峰变宽，同样，位于同一强度磁场下的样品分子数也在减少，因而峰高下降。 2、影响共振信号强弱的其他因素 （1）样品在磁场的位置 样品在磁场的位置很重要，样品的微小移动都会使测量值有较大的改变，应保证处在磁场的几何中心，除非有其他要求。 解决