核磁共振实验
9.2近代物理实验核磁共振
实验9.1 核磁共振熊波 121120148（南京大学物理学院2012级）引言：在基本实验的基础上，得到三种不同样品的核磁共振谱，并具体计算他们的化学位移与自旋耦合效应。
其次，对自旋耦合效应的相互作用与等间距特点进行了一定的调研，可以从理论上直接证明这些特点。
关键词：核磁共振；化学位移；自旋耦合；§1.引言1946 年，美国斯坦福大学的 Bloch 等人和哈佛大学的 Purcell 等人独立地采用原子核感应法，即同时将一个恒定磁场和沿垂直于恒定磁场方向上的一个交变磁场同时作用于原子核系统上，然后测定由原子核磁矩进动所感应的电动势，发现了核磁共振现象。
后来.Bloch 和 Purcell 因为这一发现而获得了 1952 年度的诺贝尔物理学奖。
今天，核磁共振已成为研究物质结构和原子核的磁性、进行各种化合物的分析租鉴定、精密测定各种原子核磁矩以及作为核磁共振成像仪的重要原理和组成部分在医学上进行诊断的有力工具。
§2.实验原理§2.1 .原子核的基本特性原子由原子核和核外运动的电子所组成。
原子核的电荷、质量、成分、大小、角动量和磁矩构成了它的基本性质。
众所周知，原子核带正电，所带电量和核外电子的总电量相等，数值上等于最小电量单位e( C)的整倍数，称为电荷数。
原子核的质量一般用质量数表示，接近于原子质量单位 u( kg)的整数倍。
原子核由质子和中子所组成。
质子和中子的质量大致相等，但每个质子带正电量e，而中子则不带电。
因此，元素周期表中的原子序数 z 在数值上等于相应原子核外的电子数、核内质子数和核的电荷数。
原子核的半径为m的数量级。
原子核具有本征角动量，通常称为原子核的自旋，等于核内所有轨道和自旋运动的角动量的总和。
核自旋可用自旋量子数I来表征。
核内的中子和质子都是的粒子。
实验证明，如将原子核按其自旋特性来分类，则可分为三类:(1) 电荷数(即原子序数)与质量数都为偶数的核，如，等，它们的自旋量子数为零;(2) 质量数为单数的核，如，，等，它们的自旋量子数为半整数(，，…) ;(3) 质量数为双数，但电荷数(原子序数)为单数的核，如，等，它们的自旋量子数为整数(1，2，3，…)。
核磁共振物理实验报告
核磁共振物理实验报告核磁共振物理实验报告一、引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种重要的物理现象和实验技术，广泛应用于物理学、化学、生物学等领域。
本实验旨在通过核磁共振实验，探索其基本原理和应用。
二、实验原理核磁共振是基于原子核在外加磁场中产生的共振现象。
原子核具有自旋，当处于外加磁场中时，原子核的自旋会与磁场方向平行或反平行，形成两个能级。
通过给原子核施加一定的能量，使其从低能级跃迁到高能级，再通过核磁共振的方式进行探测和分析。
三、实验步骤1. 样品制备：选择适当的样品，如水、酒精等，制备样品溶液。
2. 样品装填：将样品溶液装填到核磁共振仪的样品室中。
3. 外加磁场：打开核磁共振仪的磁场开关，产生一个稳定的外加磁场。
4. 脉冲磁场：通过给样品施加脉冲磁场，使原子核从低能级跃迁到高能级。
5. 探测信号：利用探测线圈接收样品中的核磁共振信号。
6. 信号处理：通过信号处理系统对接收到的信号进行放大、滤波等处理。
7. 数据分析：根据信号的频率、幅度等特征，进行数据分析和解读。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们得到了样品的核磁共振信号。
通过对信号的频率和幅度进行分析，我们可以确定样品中原子核的种类和数量。
同时，通过改变外加磁场的强度和方向，我们可以进一步研究样品的物理性质和分子结构。
核磁共振技术在医学领域有广泛的应用。
例如，核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）可以用于人体内部器官和组织的无创成像，对疾病的早期诊断和治疗起到了重要作用。
此外，核磁共振还可以用于研究材料的物理性质和化学反应机理，推动了材料科学的发展。
然而，核磁共振实验也存在一些挑战和限制。
首先，核磁共振实验对设备的要求较高，需要稳定的磁场和高灵敏度的探测系统。
其次，样品的制备和处理也需要一定的技术和经验。
此外，核磁共振实验还受到样品浓度、温度等因素的影响，需要进行仔细的实验设计和控制。
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
核磁共振实验核磁共振（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。
1945 年12 月，美国哈佛大学珀塞尔（E. M. Purcell）等人，首先观察到石腊样品中质子（即氢原子核）的核磁共振吸收信号。
1946 年1 月，美国斯坦福大学布珞赫（F. Bloch）研究小组在水样品中也观察到质子的核磁共振信号。
两人由于这项成就，获得1952年诺贝尔物理奖。
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，尤其是应用在医学诊断上的核磁共振成像技术（MRI），是自X 光发现以来医学诊断技术的重大进展。
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，核磁共振的相关技术仍在不断发展之中，其应用范围也在不断扩大，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。
一 实验目的1． 掌握NMR 波谱仪的工作原理和所需要的基本设置及仪器。
2． 了解NMR 技术是测量核磁矩和磁场精确定标的方法之一。
3． 观察核磁共振稳态吸收信号及尾波信号。
4． 改变样品在磁场中的位置，测出对应位置的磁感应强度B 0。
5． 测量γ因子和g 因子。
二 实验原理1．核磁共振的量子力学描述1.1单个核的磁共振通常将原子核的总磁矩在其角动量P v 方向上的投影μv 称为核磁矩，它们之间的关系通常写成 P v v⋅=γμ 或P m e g p N r v⋅⋅=2μ （1） 式中pN m e g 2⋅=γ称为旋磁比；e 为电子电荷；p m 为质子质量；N g 为朗德因子。
对氢核来说，5851.5=N g 。
按照量子力学，原子核角动量的大小由下式决定h )1(+=I I P （2）式中π2h =h ，h 为普朗克常数。
核磁共振实验
核磁共振实验核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种重要的物理实验方法，主要用于研究原子核的性质和物质的结构，广泛应用于化学、生物学、医学等领域。
在本文中，我将从核磁共振的定律、实验准备和过程以及实验的应用和其他专业性角度进行详细解读。
一、核磁共振的定律核磁共振是基于原子核的磁性性质而建立的实验方法。
其实验基础是两个重要的物理定律：朗之万定律和洛伦兹力定律。
1. 朗之万定律朗之万定律是用来描述磁化强度与外加磁场关系的定律。
它表明，当一个物体置于外加磁场中时，物体中的磁矩将对应地发生预cession 运动。
这种运动可以通过磁共振现象来探测。
2. 洛伦兹力定律洛伦兹力定律是描述电荷在磁场中受力情况的定律。
它指出，当电荷在磁场中运动时，将受到一个由磁场和电荷速度共同决定的力。
在核磁共振实验中，通过外加射频脉冲磁场对核磁矩施加较大的力，使核磁矩发生共振。
二、实验准备和过程1. 实验准备进行核磁共振实验首先需要一台核磁共振仪。
仪器的主要部件包括一个强磁场和一个射频系统。
强磁场用来产生稳定的静态磁场，射频系统用来产生射频脉冲。
在实验中，还需要样品。
样品可以是液体或固体，其中种类繁多，包括有机化合物、生物大分子等。
样品通常以溶液或混合物的形式使用。
2. 实验过程核磁共振实验通常包括以下几个步骤：（1）建立静态磁场：首先，通过调整核磁共振仪的磁场强度和方向，建立一个稳定的静态磁场。
这个静态磁场通常的强度为几特斯拉到几十特斯拉。
（2）样品加载：将样品放置在核磁共振仪的样品槽中，将其置于静态磁场中。
对于液体样品，可以通过装填在玻璃管或陶瓷管中实现。
（3）射频脉冲：在静态磁场中，通过射频系统产生射频脉冲。
射频脉冲的频率和幅度需要根据样品中核磁矩的特性进行设定。
（4）探测信号：当射频脉冲的频率与样品中核磁矩的共振频率相匹配时，核磁共振现象发生，可通过接收线圈接收样品中的核磁共振信号。
(完整版)核磁共振的定量分析
(完整版)核磁共振的定量分析引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种重要的分析方法，具有无损、无辐射的特点，广泛应用于化学、生物、医药等领域。
在定量分析中，核磁共振常被用于确定物质的结构和测定样品中特定成分的含量。
原理核磁共振定量分析的原理基于核磁共振信号强度与物质的含量成正比的关系。
在核磁共振光谱中，物质的含量可以通过积分峰面积来进行定量分析。
具体而言，通过与内标物或标准品进行比较，可以得到样品中目标物质的浓度。
实验步骤1. 样品的准备：选择适当的标准品或内标物，并准备好待测样品。
2. 仪器设备的设置：根据样品的特性和需求，调整核磁共振仪器的参数和设置。
3. 校准仪器：使用已知浓度的标准品或内标物进行仪器的校准，确保结果的准确性。
4. 测定样品：将待测样品放入核磁共振仪器中，并进行测量。
记录核磁共振光谱和相应的信号强度。
5. 数据处理：利用所得到的核磁共振光谱进行信号峰面积的积分计算，与标准品或内标物进行比较，得到目标物质的浓度。
注意事项1. 样品的选择：选择适当的样品类型和浓度范围，确保测量结果的准确性和可靠性。
2. 仪器操作：操作仪器时，严格按照仪器说明书和相关实验标准进行操作，确保测量的精度和可重复性。
3. 内标物的选择：选择合适的内标物，确保其与待测物质之间的化学性质和峰面积的比例关系稳定。
4. 数据处理：数据处理时，应遵循正确的计算方法，减小误差来源，并进行数据的有效性和合理性验证。
5. 实验环境：实验室应保持恒温、无振动及干净的条件，以避免外界干扰对实验结果的影响。
应用领域核磁共振定量分析广泛应用于化学、生物、医药等领域。
在药物研发中，核磁共振定量分析可用于药物的纯度、活性成分及相关物质的含量测定。
在环境检测中，核磁共振定量分析可用于污染物的浓度测定。
此外，在生物医学研究中，核磁共振定量分析用于药物代谢物的定量分析和体内分布的研究。
结论核磁共振的定量分析是一种无损、无辐射的重要分析方法，通过测量核磁共振信号强度，并与标准品或内标物进行比较，可以得到物质的浓度。
核磁共振实验说明
按图示连接线路
可调恒流源0-3.5A
示波器调节
横向5.00ms/格
纵向100mV/格
上下移动 左右移动 纵向调节 横向调节
触发信源设置
2. 测量水样品（H核）和聚四氟乙烯（F核）样品的
g 因子和 γ
注意：两种样品的 B0 不同
特斯拉计放 在架子上
水样品与四氟乙烯样品 g 因子测量数据
样品：
样品：
五、注意事项
1. 水样品盛放于玻璃容器中，取放要小心。 2. 插拔导线时请轻插轻拔，不要用力过猛。 3. 实验完成后，整理好仪器，样品放入样品盒中，并交还老
师。
ν(Mபைடு நூலகம்z) B0(mT) 1
ν(MHz)
2
3
4
5
6
B0(mT)
四、结果分析
1. 画出 1H 核的 ν 与 B0 关系曲线，利用最小二乘法计算 1H 核 的 g 因子、磁旋比 γ/2π。测得的 g 因子与公认值比较，分 析误差。
2. 画出 19F 核的 ν 与 B0 关系曲线，利用最小二乘法计算 19F 核 的 g 因子、磁旋比 γ/2π。测得的 g 因子与公认值比较，分 析误差。
核磁共振实验
一、实验原理
1. 核磁共振
质子和氟核的自旋角动量:
z
y
B x
P 1 I (I 1) h （I = 1/2）
2
样品
它们自旋角动量在空间某方向的分量:
h
Pz m 2
(m 1 / 2，-1/2)
扫场线圈
励磁线圈
核自旋磁矩为:
g e P
2M
P
（ g 为兰德因子）
（
g e 2M
称为磁旋比）
核磁共振(NMR)实验
mz
=g
e 2M
Pz
= gm e 2M
= gmm N
（4）
式中 m N 称为核磁子，常用作度量核磁矩大小的单位．我们引入核磁矩与自旋角动量之比g
相应地有：
g =m/P m Z = gPZ = g m
（5） （6）
2．能级分裂与共振跃迁 在外磁场 B 中，原子核的磁矩与其作用能为
E = -μ× B = - m Z B = -g PZ B = -g mB
PZ = m
（2）
其中 m 只能取 I，I -1，…，-I +1，-I 共（2I +1）个值．
自旋角动量 P 不为零的原子核具有相应的核自旋磁矩m ，简称核磁矩，核磁矩大小为
m=g e P 2M
（3）
式中 e 为质子的电荷，M 为质子的质量，g 是一个无量纲的量，称“核 g 因子”，又称朗德 因子．数值取决于原子核的结构，不同的原子核，g 的数值是不同的，符号可能为正，也
（7）
因 m 只能取（2I +1）个值，从而原来简 并的同一能级分裂成（2I +1）个能级．因子 能级的能量与量子数 m 有关，所以 m 又称
为磁量子数，能量间隔为： ΔE = g B ．对
质子，I = 1/2，因此 m 只取 m = 1/2 和 m = -1/2，其能级变化如图 1 所示．
如果在与 B 垂直的平面上加一个高频 磁场，当磁场的频率满足 hn =ΔE 时，就会 图 1 在外磁场下，核磁矩能级分裂（I = 1/2） 引起原子核在上下能级之间的跃迁．这种跃迁称为共振跃迁．当发生共振跃迁时有
3．共振信号 根据波尔兹曼的粒子数能级分布原理，在没有共振跃迁时，处在低能级的原子核数要 多于处在高能级的原子核数．当发生共振跃迁时，由于低能级往高能级跃迁的原子核数要 多于高能级往低能级跃迁的原子核数，所以净效果是使系统从外部磁场中吸收能量．磁场 强度越大，能级间隔越大，高低能级的原子核数之差也越大，因而信号也越强． 这个使外部高频磁场能量发生变化的过程是可以检测到的．为了能够产生一个能量状 态变化的过程，有两种方法：一种是固定磁场 B0 ，连续改变高频磁场的频率，这种方法称 为扫频法；另一种方法是固定高频磁场的频率，在共振磁场强度附近连续改变场强，扫过 共振点，这种方法称为扫场法．这种方法需要在平行于静磁场的方向上迭加一个较弱的交 变磁场，简称扫场．本实验用的是后一种方法．
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核磁共振实验发现的背景所谓核磁共振，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。
核磁共振的发现，跟核磁矩的研究紧密相关。
1911年，卢瑟福根据a 粒子散射实验提出核原子模型后，直到原子光谱的超精细结构发现以后，1924年泡利才正式提出，原子光谱的超精细结构是核自旋与外电子轨道运动相互作用的结果；原子核应具有自旋角动量和磁矩。
斯特恩创造了分子束方法，对核磁矩作过重要研究。
1933年他和弗利胥（O.Frisch ）、爱斯特曼（I.Estermann ）等人用分子束实验装置测量氢分子中质子和氘核的磁矩。
所得结果表明质子磁矩比狄拉克电子理论预言的大2.5倍而氘核磁矩则在0.5到1个核磁子之间。
氘核是由质子和中子组成的，由此即可推测中子也有磁矩。
这说明尽管中子整体不带电，其内部却有电荷分布和电流效应。
这些实验事实，激励了其他人对核的电磁特性的探索。
拉比的分子束磁共振方法对斯特恩实验作了重大改进。
改进的关键在于利用了共振现象。
二十年代末，拉比访问欧洲时，就在斯特恩的实验室里工作了一年，研究原子磁矩的测量。
1929年，他回到哥伦比亚大学开展原子束分子束的研究。
后来他受到荷兰物理学家哥特（C.J.Gorter ）的启发，并于1938年把哥特射频共振法应用于分子束技术，创立了分子束共振法。
拉比对分子束磁共振方法的研究和布洛赫对核磁共振的研究都是受到了斯特恩的启发。
分子束磁共振方法在1945-1946年间又取得了突破性的进展，这就是通过磁共振的精密测量，发现了核磁共振。
人物介绍图11.1 布洛赫图11.2 珀塞尔布洛赫 Felix Bloch 珀塞尔 Edward Purcell1905-1983瑞士裔美国人斯坦福大学理论和实验物理学家1952年诺贝尔物理学奖-因发展了核磁精密测量的新方法及由此所作的发现1912-1997美国麻省理工学院实验物理学家1952年诺贝尔物理学奖-因发展了核磁精密测量的新方法及由此所作的发现布洛赫1905年10月23日出生于瑞士的苏黎世，上完中学后，他本来想当一名工程师，于是就直接进入苏黎世的联邦工业大学。
一年后，决定转学物理，通过薛定谔、德拜等教授的课程，他逐渐熟悉了量子力学。
后来他到德国莱比锡大学跟海森伯继续研究。
1928年获得博士学位。
以晶体中电子的量子力学和金属导电理论方面的内容做论文。
1933年去到美国。
1934年起在斯坦福大学任教。
1939年入了美国籍。
1954年曾担任过欧洲核子研究中心的第一任主任，回到斯坦福大学后，曾经研究过超导电性和低温下的其它现象。
1983年9月10日布洛赫逝世于慕尼黑，享年78岁。
布洛赫是一位在近代物理理论和实验都作出过巨大贡献的物理学家。
他早年的博士论文“金属的传导理论”就是一项很有价值的科学文献，提供了金属和绝缘体结构的近代图像，是半导体研究的理论基础。
他的名字在固体物理学中多次提到，例如：所谓的布洛赫方程、布洛赫波函数、布洛赫自旋波、布洛赫壁，以及铁磁物质磁化时的布洛赫效应、自发磁化的布洛赫T3/2定律等等都是出自他的创建。
发现的过程珀塞尔1912年8月30日出生于美国依利诺斯州的泰勒威里（Taylorville）。
1929年进入普渡大学。
1933年从电机工程系毕业，后来兴趣转向物理。
1938年在哈佛大学取得博士学位。
l940年，他到麻省理工学院辐射实验室工作，这个实验室的宗旨是军事研究和研制微波雷达。
他后来成了基本发展组的组长，这个组的任务是探索新频带和发展新微波技术。
1945年夏，珀塞尔、托雷（H.C.Torrey）和庞德（R.v.Pound）等人组成一个小组，成功地进行了核磁共振的研究。
1948年与庞德合作提出自旋温度的概念。
1951年与伊文（Ewen）合作，在21cm波段发现中性星际原子氢辐射。
他曾任美国总统科学顾问、美国空军顾问委员会成员。
1970年被选为美国物理学会理事长。
1997年3月7日他在美国坎伯利基逝世。
帕塞尔小组的共振吸收实验l940年,珀塞尔到麻省理工学院辐射实验室工作，他在这段时间的工作经验和他跟许多物理学家的交往，对他后来发现核磁共振有重要价值。
在这些物理学家中就有拉比教授。
1945年夏，珀塞尔、托雷（H.C.Torrey）和庞德（R.v.Pound）等组成一个小组，利用哈佛大学十年前研究宇宙射线的工作中所留下的一台磁铁，亲自修复改装，以用于核磁共振的研究。
由于核磁共振信号是微弱的，在室温和几千高斯的磁场作用下，热平衡时两能级的粒子数之差与总粒子数之比，只达百万分之一的数量级。
为了提高观测的灵敏度，珀塞尔等人采用了桥式电路，（如图11.3）。
射频信号由发生器送到两个谐振回路的输入端，其中一个谐振回路的线圈环绕着样品置于静磁场中，另一谐振回路则在磁场之外，它们分别为桥路的两臂。
当发生共振时，样品吸收射频场能量使该谐振回路的阻抗变化，桥路便失去平衡，从而有相应的信号送到接收系统。
根据不平衡的幅值（或相位），便可得到吸收（或发射）信号。
珀塞尔等人在谐振腔内填充石蜡作为样品，观测到的共振信号经放大和检波系统，然后用微安计显示。
1945年12月24日，帕塞尔、托雷和庞德联名写给《物理评论》编辑部题为“固体中核磁矩共振吸收”的一封信中，首次报告了在凝聚态物质中观察到的核磁共振现象．被观测的物质是置于强度为0.71T磁场中的大约500克石蜡，线圈调谐到30MHz，对磁场的扫描功率保持在10-11W，在位于29.8MHz处记录到线宽为40000Hz的核磁共振吸收谱线。
就在珀塞尔等人发表题为“固体中核磁矩的共振吸收”的论文一个月之后，布洛赫也在《物理评论》杂志上发表了“核感应”的论文，报道了斯坦福小组观测到的水中的核磁共振信号．两个小组对核磁共振现象的发现完全是独立的，方法也不尽相同。
射频信号由发生器送到两个谐振回路的输入端，其中一个谐振回路的线圈环绕着样品置于静磁场中，另一谐振回路则在磁场之外，它们分别为桥路的两臂。
当发生共振时，样品吸收射频场能量使该谐振回路的阻抗变化，桥路便失去平衡，从而有相应的信号送到接收系统。
根据不平衡的幅值（或相位），便可得到吸收（或发射）信号。
珀塞尔等人在谐振腔内填充石蜡作为样品，观测到的共振信号经放大和检波系统，然后用微安计显示。
1945年12月24日，帕塞尔、托雷和庞德联名写给《物理评论》编辑部题为“固体中核磁矩共振吸收”的一封信中，首次报告了在凝聚态物质中观察到的核磁共振现象．被观测的物质是置于强度为0.71T磁场中的大约500克石蜡，线圈调谐到30MHz，对磁场的扫描功率保持在10-11W，在位于29.8MHz处记录到线宽为40000Hz的核磁共振吸收谱线。
就在珀塞尔等人发表题为“固体中核磁矩的共振吸收”的论文一个月之后，布洛赫也在《物理评论》杂志上发表了“核感应”的论文，报道了斯坦福小组观测到的水中的核磁共振信号．两个小组对核磁共振现象的发现完全是独立的，方法也不尽相同。
布洛赫的核感应实验1945年秋，布洛赫和汉森以及一位研究生叫柏卡德（M.Packard）的，组成三人小组，柏卡德协助汉森管发射和接收，布洛赫管直流磁场。
当时他们没有大磁铁，只能借到一台示教用的磁铁进行改装。
在这个装置的磁铁两极之间，有两个轴线相互垂直的线圈。
一个是发射线圈，与射频源相连，另一个是接收线圈，与接收系统相连，两线圈的轴线均与主磁场垂直。
布洛赫认为，核磁共振的基本事实在于核磁矩取向的改变。
当核磁矩在射频场作用下转向时，宏观磁化矢量随之改变。
按照电磁感应定律，这时在接收线圈上便产生一感应电动势。
“核感应”这个术语就是由此而来。
考虑到射频场比探测的信号强得多，所以发射线圈和接收线圈之间的耦合必须相当微弱，因此把它们安排成互相垂直的位置。
在共振条件下，射频场使核磁矩转向，并弱耦合到接收线圈作为载波。
发射线圈的端部还安装两块半圆形导电片，以调节漏感的幅值和相位，从而可检测到吸收信号或发射信号。
布洛赫决定用水作样品。
在样品中加了可溶于水的铁硝酸盐，这样可以缩短弛豫时间。
他们的电路原理图如图11.4。
经过几个月的准备，试验开始了。
他们把事前处理过的水样品放入装置内，然后接通所有的开关。
当射频机构已经工作时，布洛赫逐步调节磁铁的励磁电流到预期值，汉森和柏卡德在几码远处盯着示波器，但他们在噪声起伏上面没看到任何信号。
这时，汉森想去调整一下放大器，并要布洛赫关掉电源。
正当布洛赫打开开关时，柏卡德注意到荧光屏上闪过了一些花纹。
布洛赫立刻判断出这就是大家要找的东西。
经过反复核实，认定这就是共振信号。
布洛赫等人在第一次观察到核感应信号的成功实验中，射频频率为7.76兆赫，相应的磁场强度为1826高斯。
他们的仪器设备是极其简陋的，整个实验才花了275美元，包括买一台普通示波器所用的250美元在内。
他们就在这样的条件下取得了有历史意义的辉煌成果。
对于在构造几乎相同的装置上观测到的同样的核磁共振信号，珀塞尔和布洛赫却持有不同的理论解释。
珀塞尔根据半经典的量子力学，用能量子吸收的观点来看待核磁共振的吸收信号，而布洛赫则用经典的磁化矢量进动模型，用感应电流与检测线圈同相位来解释核磁矩的共振吸收。
相对于珀塞尔简明的量子力学吸收理论，布洛赫的磁化矢量感应理论显得较为复杂而更为成熟。
布洛赫首次导入了纵向弛豫时间和横向弛豫的概念，并将它们唯象地引入到磁化矢量的动力学方程式中，构成了布洛赫方程。
布洛赫方程是一组非线性的微分方程，常常遇到求解的困难。
然而，布洛赫方程对自旋系统给予了十分直观的描述。
对布洛赫方程进行各种简化或修饰，可以获取各种有用的动力学信息。
对科学史的影响核磁共振的发现提供了一个新的途径，可以用来精确测量核磁矩和磁场、进行物质结构分析，从而导致了谱学方法的重大变革。
核磁共振的发现不仅有重大的理论意义，还为科学技术提供了一种独特的测量方法。
从核磁共振谱仪获得的核磁共振谱可用于鉴定有机化合物结构，根据化学位移可以鉴定有机基团，还可用于化学动力学方面的研究，如分子内旋转、化学交换等。
核磁共振谱也广泛用于研究聚合反应机理和高聚物序列结构。
核磁共振层析技术，已广泛用于人体诊断。
这些成果都发源于珀塞尔和布洛赫对分子束磁共振方法的扩展。