实验四 核磁共振实验
核磁共振实验报告
核磁共振实验报告一、实验目的1.了解核磁共振的基本原理和仪器结构；2.学习核磁共振性质的测量方法；3.掌握核磁共振实验的基本操作。
二、实验仪器和用具核磁共振仪、样品管、场频中心标记物、标定试剂、样品转速调节器、计算机等。
三、实验原理核磁共振是利用磁共振现象进行的一种物质结构、原子核的环境等信息的研究方法。
通过在静磁场中施加射频场，使样品的原子核进行磁共振，进而测量其共振频率和化学位移，从而得到相关的物理和结构性质。
四、实验内容和步骤1.样品制备：在样品管中配制好待测物质溶液；2.实验准备：打开核磁共振仪电源，调节磁场强度和均匀性；3.校准：使用场中心标记物调整磁场的中心频率；4.样品激磁：将样品放入核磁共振仪的样品室中，进行样品激磁操作；5.信号获取：通过调整射频场的频率和强度，使样品核的共振信号最大化；6.信号处理：将获取的信号通过计算机进行数字化处理，得到频谱图和相关参数；7.数据记录：记录样品的共振频率、化学位移等相关参数。
五、实验数据和分析实验中，我们选取了甲醇样品进行核磁共振实验。
首先进行了磁场强度的校准，通过调整磁场的中心频率，使得样品的共振频率能够与参考标记物的共振频率相匹配。
接下来，进行了样品的激磁操作。
通过将样品放入样品室中，使其置于强磁场中，样品中的原子核开始进行自旋共振。
在信号获取过程中，我们通过调整射频场的频率和强度，使样品核的共振信号最大化。
当共振发生时，仪器会发出响应信号，我们利用该信号来调整射频场的参数，确保信号最强。
通过对获取的信号进行处理，我们得到了甲醇样品的核磁共振频谱图。
在频谱图中，可以观察到不同核的共振峰，通过测量共振峰的位置和间距，可以得到样品的化学位移和相关的物理属性。
六、实验结果和结论通过核磁共振实验，我们成功获得了甲醇样品的核磁共振频谱图。
通过测量共振峰的位置和间距，我们得到了样品的化学位移和相关的物理属性。
实验结果表明，核磁共振是一种非常有效的研究物质结构和性质的方法。
核磁共振实验报告
核磁共振实验报告一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过对样品的核磁共振现象进行观测和分析，深入理解核磁共振的基本原理，掌握核磁共振仪器的操作方法，并获取有关样品的结构和性质等方面的信息。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称 NMR）是指处于外磁场中的原子核在射频场作用下发生能级跃迁的现象。
当原子核处于外加磁场中时，其核自旋会产生不同的能级。
如果在垂直于外磁场的方向上施加一个射频场，且射频场的频率与原子核的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子）来说，其自旋量子数为 1/2，在外磁场中会产生两个能级。
共振频率与外磁场强度成正比，可用公式表示为：ω ＝γB其中，ω 是射频场的角频率，γ 是核的旋磁比，B 是外磁场强度。
通过测量共振吸收信号的强度和位置，可以获取关于样品中氢原子的化学环境、分子结构等信息。
三、实验仪器与样品本次实验使用的仪器为_____型核磁共振仪。
仪器主要由磁场系统、射频发射与接收系统、数据采集与处理系统等组成。
实验所用的样品为_____溶液。
四、实验步骤1、样品制备将适量的样品溶解于适当的溶剂中，制备成均匀的溶液，并装入核磁共振样品管中。
2、仪器调试打开核磁共振仪，设置合适的磁场强度、射频功率、扫描时间等参数，进行仪器的预热和调试。
3、样品测量将样品管放入仪器的检测区域，启动测量程序，记录核磁共振信号。
4、数据处理对测量得到的数据进行处理，包括基线校正、峰面积积分、化学位移标定等，以获取有用的信息。
五、实验结果与分析1、共振图谱得到的核磁共振图谱显示了多个吸收峰，每个峰的位置和强度都反映了样品中不同化学环境下氢原子的信息。
2、化学位移通过对峰位置的测量和与标准物质的对比，确定了样品中各氢原子的化学位移值。
化学位移的差异表明了氢原子周围电子云密度的不同，从而反映了分子结构的特点。
3、峰面积积分对各吸收峰的面积进行积分，积分值与相应氢原子的数量成正比。
核磁共振实验大学物理实验报告
核磁共振实验021540202 余东2018/6/14【实验目的】1.了解核磁共振的原理及基本特点。
2.测定H核的g因子、旋磁比γ及核磁矩μ。
3.观察F的核磁共振现象。
测定F核的g因子、旋磁比γ及核磁矩μ4.改变振荡幅度，观察共振信号幅度与振荡幅度的关系，从而了解饱和过程。
5.通过变频扫场，观察共振信号与扫场频率的关系，从而了解消除饱和的方法。
【实验原理】实验中所用的样品是大量同类核的集合。
如果处于高能级上的核数目与处于低能级上的核数目没有差别，则在电磁波的激发下，上下能级上的核都要发生跃迁，并且跃迁几率是相等的，吸收能量等于辐射能量，我们观察不到任何核磁共振信号。
只有当低能级上的原子核数目大于高能级上的核数目，吸收能量比辐射能量多，这样才能观察到核磁共振信号。
要想观察到核磁共振信号，仅仅磁场强一些还不够，磁场在样品范围内还应高度均匀，否则磁场多么强也观察不到核磁共振信号。
【实验仪器】实验仪器由专业级边限振荡器核磁共振实验仪、信号检测器、匀强磁场组件和观测试剂等四个主体部分组成。
【实验步骤】用红黑连线将实验仪的“扫场输出”与匀强磁场组件的“扫场输入”对应连接起来；用短Q9线将信号检测器左侧板的“探头接口”与匀强磁场组件的“探头”Q9连接；将信号检测器的“共振信号”连接到示波器的“CH2”通道；将实验仪的“同步信号”连接到示波器的“外触发”接口。
1.测量H的g因子、旋磁比γ、核磁矩μ不同试剂测量的H核的g因子、旋磁比γ和核磁矩μ2.改变振荡器振荡幅度观察H核的饱和现象振荡器振荡幅度和共振信号幅度关系表注意：在调节振荡幅度的时候，振荡频率也会发生一定变化，这就需要随时调整振荡频率，使得共振信号一直处于最佳位置。
3.观察F核磁共振信号，测量F的g因子、旋磁比γ、核磁矩μ将氟样品放入匀强磁场组件的试剂插孔中，调节振荡幅度在0.1-1.0mV之间。
然后按照H核的共振信号调节方法调出共振信号，并调节至三峰等间隔。
核磁共振实验
核磁共振实验核磁共振（NMR）是一种非常强大的分析技术，可以用于检测分子中核部位的化学环境和空间结构。
在这个实验中，我们将探索NMR的原理和应用，并使用NMR仪器进行样品分析。
实验目的：1.学习核磁共振（NMR）的基本原理和应用。
2.了解NMR样品制备的基本技巧。
3.使用NMR仪器进行样品分析，进一步了解NMR的实际应用。
实验仪器和材料：1.核磁共振仪器2.空气抽水器3.氮气枪4.康宁烧杯5.五十毫升量筒6.磁力搅拌器7.紫外–可见光谱仪8.氯仿（CDCl3）9.对溴苯（PhBr）实验步骤：1.制备样品：在康宁烧杯中加入2毫升氯仿，用空气抽水器和氮气枪将烧杯中的空气和水分去除，然后加入20毫克对溴苯。
使用磁力搅拌器混合样品，并将其移至NMR管中。
2.将NMR管放入NMR仪器中，并加载相关程序。
运行NMR仪器，以获取对溴苯的质谱图。
3.分析数据：检查NMR谱图上的峰位，标识出每个峰的化学位移（ppm）和积分比值。
使用这些数据分析对溴苯的结构和化学环境，以及其他相关信息。
4.使用紫外–可见光谱仪对对溴苯进行进一步分析，确定其吸收光谱和相关参数。
实验结果：NMR谱图显示出对溴苯的四个峰位，分别在7.10, 7.45, 7.70和8.10 ppm。
利用积分比值，我们可以确定这些峰位的相对强度（即其贡献的核数）。
这些峰位的化学位移和积分比值与对溴苯的结构和化学环境有关。
通过比较实验结果与相关数据库中的信息，我们可以确定对溴苯的结构和化学环境，进一步了解其性质和用途。
紫外–可见光谱仪分析显示出对溴苯的吸收峰位，分别在242 nm和206 nm处。
这些峰位的强度和位置与对溴苯的电子能级结构和化学环境有关。
通过分析这些数据，我们可以进一步了解对溴苯的性质和用途。
结论：核磁共振是一种非常强大的分析技术，可用于检测分子中核部位的化学环境和空间结构。
本实验通过在NMR仪器中测量对溴苯的谱图，并借助紫外–可见光谱仪分析其光谱，可以进一步了解对溴苯的结构和化学环境，更深入地了解其性质和用途。
核磁共振 实验报告
核磁共振实验报告核磁共振实验报告引言：核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种重要的物理现象，它在医学、化学、材料科学等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过核磁共振技术，探索其原理与应用。
一、实验目的本实验的目的是通过核磁共振技术，了解原子核的磁性与能级结构，掌握核磁共振信号的产生与检测方法，并探索核磁共振在医学与化学中的应用。
二、实验原理核磁共振是基于原子核的磁性与能级结构的现象。
原子核由质子和中子组成，而质子和中子都具有自旋。
当原子核处于外加磁场中时，由于自旋的存在，原子核会具有磁矩。
当外加磁场的方向与原子核的磁矩方向一致时，原子核的能量较低；当外加磁场的方向与原子核的磁矩方向相反时，原子核的能量较高。
这种能级差距可以通过外加射频脉冲来激发或翻转。
三、实验步骤1. 实验前准备：调节核磁共振仪的磁场强度和频率，确保仪器的正常运行。
2. 样品制备：选择合适的样品，将其溶解在适当的溶剂中，并注入玻璃管中。
3. 样品放置：将含有样品的玻璃管放置在核磁共振仪的样品室中，确保其与磁场方向垂直。
4. 实验参数设置：调节核磁共振仪的扫描参数，如扫描时间、扫描次数等。
5. 信号检测：通过核磁共振仪的探测器，检测样品中的核磁共振信号。
6. 数据处理：对得到的核磁共振信号进行分析和处理，得到样品的核磁共振谱图。
四、实验结果与分析通过实验，我们成功得到了样品的核磁共振谱图。
核磁共振谱图是由核磁共振信号的强度和频率构成的。
通过分析谱图，我们可以得到样品中不同核的化学位移、耦合常数等信息，从而确定样品的结构和成分。
五、实验应用核磁共振技术在医学与化学领域有着广泛的应用。
在医学中，核磁共振成像（MRI）技术可以用于人体内部的无创成像，帮助医生进行疾病的诊断与治疗。
在化学中，核磁共振技术可以用于分析和鉴定化合物的结构，帮助化学家进行合成和研究。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了核磁共振技术的原理与应用。
实验报告核磁共振实验
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过对样品进行核磁共振测量，了解核磁共振现象的基本原理，掌握核磁共振仪器的操作方法，测量样品的核磁共振参数，并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。
在磁场中，原子核会发生能级分裂，当外加射频场的频率与原子核的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子），其磁矩μ与自旋角动量 I 之间的关系为：μ ＝γI，其中γ为旋磁比。
在磁场 B 中，质子的能级分裂为：E ＝μ·B ＝γhI·B ／2π，其中 h 为普朗克常数。
当射频场的频率ν满足：hν ＝ΔE ＝γhB ／2π 时，就会发生核磁共振。
通过测量共振时的射频频率ν和磁场强度 B，可以计算出旋磁比γ等参数。
三、实验仪器本次实验使用的是_____型核磁共振仪，主要包括以下部分：1、磁铁：提供恒定的磁场。
2、射频发射和接收系统：产生和检测射频信号。
3、样品管：放置待测样品。
4、控制台：用于控制实验参数和采集数据。
四、实验步骤1、样品制备将待测样品（如_____溶液）准确配制，并装入样品管中。
2、仪器调试开启核磁共振仪，预热一段时间后，进行磁场匀场和射频频率校准，以获得良好的实验条件。
3、测量参数设置在控制台上设置测量参数，如磁场强度、射频频率扫描范围、扫描时间等。
4、数据采集启动测量程序，仪器自动进行射频频率扫描，并采集核磁共振信号。
5、数据处理对采集到的数据进行处理，如基线校正、峰面积积分等，以获得准确的实验结果。
五、实验数据与分析1、共振频率的测量通过实验，我们得到了样品在不同磁场强度下的共振频率。
如下表所示：｜磁场强度（T）｜共振频率（MHz）｜｜：：｜：：｜｜ 05 ｜ 213 ｜｜ 10 ｜ 426 ｜｜ 15 ｜ 639 ｜根据上述数据，我们可以绘制出共振频率与磁场强度的关系曲线，并通过线性拟合得到旋磁比γ的实验值。
核磁共振原理实验报告
核磁共振原理实验报告
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种利用原子核内部的磁性对样品进行结构分析的方法。
其原理是基于原子核在外加磁场的作用下，能够吸收特定频率的辐射并发生共振现象。
本次实验旨在通过对样品在不同磁场下的核磁共振信号进行测量，了解核磁共振的基本原理和应用。
一、实验仪器和材料
本次实验所使用的仪器为一台核磁共振仪，样品为乙醇溶液。
实验过程中需要注意保持实验环境的稳定，避免外界干扰。
二、实验步骤
1. 将样品放置在核磁共振仪中，设置不同大小的磁场强度。
2. 调节频率，观察样品在不同磁场下的共振信号变化。
3. 记录实验数据，并进行分析。
三、实验结果分析
通过实验数据的分析，我们可以发现在不同磁场强度下，样品的核磁共振信号会出现不同的频率和强度。
这与样品内部原子核的磁性有关，不同原子核在不同磁场下会表现出不同的共振特性。
四、实验结论
本实验通过测量样品在不同磁场下的核磁共振信号，深入了解了核磁共振的原理。
核磁共振技术在化学、医学等领域具有重要应用，通过对样品的核磁共振信号进行分析，可以获得样品的结构信息和性质参数。
五、实验总结
通过本次实验，我们对核磁共振技术有了更深入的理解，同时也掌握了核磁共振实验的基本操作方法。
在今后的学习和科研中，将能更好地运用核磁共振技术进行实验研究。
以上为核磁共振原理实验报告。
通过本次实验，我们对核磁共振技术有了更深入的了解，相信在今后的学习和科研中能够更好地运用核磁共振技术。
感谢您的阅读。
核磁共振物理实验报告
实验目的：1：了解核磁共振的基本原理，包括：对核自旋、在外磁场中的能级分裂、受激跃迁的基本概念的理解，同时对实验的基本现象有一定认识。
2：学习利用核磁共振校准磁场和测量因子g的方法：了解实验设备的基本结构，掌握利用扫场法创造核磁共振条件的方法，学会利用示波器观察共振吸收信号。
实验简介：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ΔE = γhB0 （1）其中：γ为旋磁比，h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加上一个交变电磁场，该电磁场的能量为hν（2）其中：ν为交变电磁场的频率。
当该能量等于粒子分裂后两能级间的能量差时，即：hν = γh B0（3）2πν = γ B0（4）低能极上的粒子就要吸收交变电磁场的能量产生跃迁，即所谓的磁共振。
实验设备a) 样品水：提供实验用的粒子，氢（1H）核。
b) 永磁铁：提供稳恒外磁场,中心磁感应强度B约为Bo（实验待求）。
c) 边限振荡器：产生射频场,提供一个垂直与稳恒外磁场的交变磁场，频率ν。
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。
d) 绕在永铁外的磁感应线圈：其提供一个叠加在永磁铁上的扫场e) 调压变压器：为磁感应线圈提供50Hz 的扫场电压。
f) 频率计：读取射频场的频率。
g) 示波器：观察共振信号。
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。
二：实验原理，实验设计思想：在微观世界中物理量只能取分立数值的现象很普遍。
一般来说原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取分立值即：其中I 称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，… 等整数值或1/2，3/2，5/2，… 等半整数值)1I (I p +=[右图是在外磁场B 0中塞曼分裂图（半数以上的原子核具有自旋，旋转时产生一小磁场。
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核磁共振实验报告指导书
一、实验目的
1．了解核样共振的基本原理
2．学习利用核磁共振测量磁场强度和原子核的g 因子的方法 二、实验装置
示波器、边限振荡器、频率计、电源、样品、扫场线圈、永久磁铁、频率计 三、实验原理
1．核磁共振现象与共振条件
原子的总磁矩j μ和总角动量j P 存在如下关系
22B j j j j
e e
g
P g P P m h
πμμγ=-==
e B e e m μγ为朗德因子，、是电子电荷和质量，称为玻尔磁子，
为原子的旋磁比
对于自旋不为零的原子核，核磁矩j μ和自旋角动量j P 也存在如下关系
22N I N
I N I I p e
g P g P P m h
πμμγ=-== 按照量子理论，存在核自旋和核磁矩的量子力学体系，在外磁场0B 中能级将发生赛曼分裂，相邻能级间具有能量差E ∆，当有外界条件提供与E ∆相同的磁能时，将引起相邻赛曼能级
之间的磁偶极跃迁，比如赛曼能级的能量差为02B h
E γπ
∆=的氢核发射能量为h ν的光子，当
0=2B h
h γνπ
时，氢核将吸收这个光子由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级，这种共振吸收跃迁现象
称为“核磁共振”
由上可知，核磁共振发生和条件是电磁波的圆频率为
00B ωγ=
2．用扫场法产生核磁共振
在实验中要使0=2B h
h γνπ
得到满足不是容易的，因为磁场不是容易控制，因此我们在一个
永磁铁0B 上叠加一个低频交谈磁场sin m B B t ω=，使氢质子能级能量差()0sin 2m h
B B t γωπ
+有一
个变化的区域，调节射频场的频率ν，使射频场的能量h ν能进入这个区域，这样在某一瞬间等式()0sin 2m h B B t γωπ
+总能成立。
如图， 由图可知，当共振信号非等间距时共振点处()0sin 2m h
B B t γωπ+，sin m B t ω未知，无法利
用等式求出0B 的值
调节射频场的频率ν使共振信号等间距时，共振点处sin =0m B t ω，0=
2B h
h γνπ
，0B 的值便可
求出
四、实验内容
1、已知质子的旋磁比s T ⋅⨯=/106752.28γ，首先放入1#或者2#、5#、6#等样品，调节并观察核磁共振信号，从频率计读出共振频率，根据共振条件00B ⋅=γω，求出此时的磁感应强度0B 。
2、不改变磁场，将样品换为3#氟碳样品，调节并观察氟的共振信号（注意：氟的核磁共振信号较小，应仔细调节），然后根据刚才得到的0B ，计算氟核的旋磁比F γ，朗德因子F g 。
五、实验步骤
（一）熟悉各仪器的性能并用相关线连接
实验中，FD —CNMR —I 型核磁共振仪主要应用五部分：磁铁、磁场扫描电源、边限振荡器（其上装有探头、探头内装样品）、频率计和示波器。
（1）首先将探头旋进边限振荡器后面指定位置，并将测量样品插入探头内；
（2）将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组，是等同的，实验中可任选一组），并经磁场扫描电源机箱后面板上的接线头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接；
（3）将边限振荡器的“共振信号”输出用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”，“频率输出”用Q9线线接频率计的A 通道(频率计的通道选择：A 通道，即1HZ —100MHZ;FUNCTION 选择：FA;GATETIME 选择：1S)；
（4）移动边限震荡器将探头连同样品放入磁场中，并调节边限振荡器机箱低部四个调节螺丝，使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直；
（5）打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源，准备后面的仪器调试。
（二）核磁共振信号的调节
FD —CNMR —I 型核磁共振仪配备了六种样品：1＃—溶硫酸铜的水、2＃—溶三氯化铁的水、3＃—氟碳、４＃一两三醇、５＃—纯水、6＃一溶硫酸锰的水。
实验中，因为1＃样品的共振信号比较明显，所以开始时应该用1＃样品，熟悉了实验操作之后，再选用其他样品调节。
（1）将磁场扫描电源的“扫描输出”旋钮顺时针调节至接近最大（旋至最大后，再往回旋半圈，因为最大时电位器电阻为零，输出短路，因而对仪器有一定的损伤），这样可以加大捕捉信号的范围；
（2）调节边限振荡器的频率“粗调”电位器，将频率调节至磁铁标志的Ｈ共振频率附近，然后旋动频率调节“细调”旋钮，在此附近捕捉信号，当满足共振条件0B ⋅=γω时，可以观察到如图（2—10）所示的共振信号。
调节旋钮时要尽量慢，因为共振范围非常小，很容易跳过。
六、实验数据处理
1）第一组实验记录 实验条件：
样品 硫酸铜样品
示波器参数 扫描电压 V 1
扫描时间 ms 2
示波器观察到信号如图：
数据记录如下表示（其中U为射频场幅度，f为频率）：
2）第二组实验记录
实验条件：
样品氟碳
示波器参数扫描电压V5.0
扫描时间ms
2示波器观察到信号如图：
数据记录如下表示（其中U 为射频场幅度，f 为频率）：
(1) 以4CuSO 样品为例，由公式02N
f
B πγ=
可计算出0B 的值
已知氢核的旋磁比82.675210/N Hz T γ=⨯
(2) 根据氟碳的样品的数据，计算氟核的旋磁比
2F f
B πγ⋅=
= 根据旋磁比可以计算出朗德g 因子为
221406.58212201023.1524516610N h f f g B B πμ--⋅⨯⨯⨯===⨯⨯
其他样品可以类似计算出。
其中核磁子143.152451510/N MeV T μ-=⨯，h 为普朗克常数，7.6225914/N h MHz T μ=。