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核磁共振

核磁共振. 原子核不是一个质点而有电荷分布 有自旋角动量和磁矩 原子核系统在外磁场中磁能级之间发生共振跃迁的现象 原子核是自然界安排在物质内部的极小探针 核磁共振断层扫描仪. 基础知识. 物理基础：原子核的自旋。 1924 年泡利提出核自旋的假设 - 实验证实。 1932 年，发现中子后，认识到： 核自旋：是质子自旋与中子自旋之和。 核磁矩：质子数和中子数两者或其一为奇数时，核才有非零的核磁矩 —— 产生核磁共振. 磁共振：. 核磁共振（ NMR ） 电子自旋共振（ ESR ） 顺磁共振（ EPR ） 铁磁共振（ FMR ） 光泵磁共振（ PMR ）

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核磁共振

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  1. 核磁共振 • 原子核不是一个质点而有电荷分布 • 有自旋角动量和磁矩 • 原子核系统在外磁场中磁能级之间发生共振跃迁的现象 • 原子核是自然界安排在物质内部的极小探针 • 核磁共振断层扫描仪

  2. 基础知识 • 物理基础：原子核的自旋。 • 1924年泡利提出核自旋的假设-实验证实。 • 1932年，发现中子后，认识到： • 核自旋：是质子自旋与中子自旋之和。 • 核磁矩：质子数和中子数两者或其一为奇数时，核才有非零的核磁矩—— • 产生核磁共振

  3. 磁共振： • 核磁共振（NMR） • 电子自旋共振（ESR） • 顺磁共振（EPR） • 铁磁共振（FMR） • 光泵磁共振（PMR） • 解释磁共振现象：经典、量子学观点。

  4. 磁矩 在磁场Ｂ下，磁力矩应为：Ｍ＝NISen 磁矩在均匀外磁场作用下：仅受到力矩作用（磁力矩） • 核磁矩： I:核自旋量子数。 :旋磁比。g因子

  5. 核磁共振原理： • 核磁矩： • I:核自旋量子数、因子、 • 　　：核的玻尔磁子（常数） • 在外磁场Bz下： • 宏观物质：体磁化强度

  6. 核磁共振（NMR）产生条件： • 均匀磁场Bz： • 产生塞曼能级分裂： 垂直Bz加一射频磁场B1： • 受激吸收跃迁和受激发射跃迁

  7. 核磁共振方法 • 扫场法： • 固定射频磁场频率，让Bz连续变化。 • 扫频法： • 磁场Bz固定，让射频场频率连续变化。

  8. 核磁共振实验原理装置图 • 永磁铁B恒。 • 音频调制磁场： • 边限电流 • 射频磁场B1

  9. 实验接线图 边限电流过大：饱和。边限电流过小：停振。边限电流调节，会对频率产生影响。

  10. 电磁铁：强、高度均匀、非常稳定 • 永磁体：2.1T、长期稳定、使用方便。 • 受温度影响大。 • 电磁体：2.5T、磁场和缝隙可调。灵活性大。大功率激励电源。 • 超导磁体：十几特斯拉磁场、均匀性、稳定性也好。使用液氮、液氦。

  11. 射频边限振荡器 • 射频：十几到几百兆赫芝。 • 单一线圈：发射与接收。 • 边限振荡器（RLC）-交变射频磁场-品质因数Q（灵敏）-即提供B1，又作为探测器-样品吸收-电感L变化-输出幅度变化

  12. 实验内容 • 调节共振信号：射频频率、分析信号峰位。(三)峰等间隔、(二)峰合一。测量磁场强度。 • 1.内扫描法：测量磁场(不同点:均匀) • 计算式:

  13. 实验内容： • 2. 李萨如图形 • 移相法：

  14. 纵向驰豫 • 纵向驰豫：自旋与晶格之间的相互作用。 • T1：纵向驰豫时间。人体组织的骨、脂肪、内脏、血液的T1不同。

  15. 横向驰豫： • 自旋与自旋之间的相互作用。 • T2大小反比于盐浓度。

  16. 霍耳效应高斯计——测量磁场 • 测量原理：

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