核磁共振技术及应用
核磁共振技术的基本原理与应用
核磁共振技术的基本原理与应用核磁共振技术（NMR）是现代科学领域中最为重要和广泛应用的一种技术，广泛应用于化学、物理、生物、医学等各个学科领域。
本文将从NMR的基本原理入手，深入探讨NMR的应用及优势。
一、NMR的基本原理核磁共振技术的基本原理是基于核磁共振的现象，当物质中的原子核受到外加脉冲磁场的影响时，其能量水平的分布状态会发生改变，从而使得这些原子核的自旋方向发生一定的变化。
这种自旋运动的变化会引起原子核所在的原子体系产生一个感应信号，这个感应信号就是核磁共振信号。
二、NMR的应用1.化学应用核磁共振技术在化学应用领域中的应用主要是用于结构和化学反应的表征，包括定量分析、定性分析以及物质结构的表征等。
通过NMR技术，我们可以获取到关于化学物质中原子之间的相对位置关系、化学键形成方式以及共价键组成的信息，非常适用于有机物的分析和表征。
2.生物应用在生物学领域中，核磁共振技术主要是用于研究生命系统中的结构和功能，包括蛋白质、肽链、核酸、糖类等生物大分子的结构研究以及动力学行为的表征等。
通过核磁共振技术，可以实现区分、研究和表征各种生物大分子和它们之间的相互作用关系，从而为生命科学领域的研究提供一些非常有用的实验数据。
3.医学应用核磁共振技术在医学领域被广泛应用于成像诊断，比如常见的核磁共振成像技术（MRI）。
MRI是一种非侵入性的检测，能够在没有任何副作用的情况下对人体内部进行成像分析，从而对疾病的诊断和治疗提供了非常有力的支持。
三、NMR技术的优势与传统的化学、生物、医学等领域的研究方法相比，核磁共振技术具有以下优势：1.高灵敏度：核磁共振技术能够提供极高的检测灵敏度，可以检测到非常微小的样品以及特定原子的自旋状态。
2.非侵入性：核磁共振技术不需要对样品进行任何破坏性处理，且对人体的影响较小，能够提供无创的检测方法。
3.高分辨率：核磁共振技术能够提供非常高的分辨率，能够对样品的微观结构和分子构象进行准确分析。
核磁共振谱技术的原理及应用
核磁共振谱技术的原理及应用核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种用于分析化合物结构和物理性质的非常有效的技术。
该技术已经广泛应用于化学、材料科学、生物医学和环境科学等领域。
本文将对核磁共振谱技术的原理及其应用进行探讨。
一、核磁共振谱的原理核磁共振在物理学上指的是核磁矩在磁场中发生的现象。
在强磁场作用下，原子核呈现自旋状态，其周围产生一个磁场。
当原子核处于外加射频场的作用下，将产生核磁共振吸收谱，这个谱是一种特殊的光谱。
核磁共振谱的原理就是将物质放入强磁场中，利用核自旋量子数和核磁共振所产生的能量差异，测定样品中核原子的类型和数量。
核磁共振谱主要是用于分析样品的化学结构和分子排布，因为不同类型的原子核在相同的磁场作用下具有不同的共振频率，这使得核磁共振谱成为一种非常有效的分析化合物结构的工具。
例如，氢核磁共振谱的主要应用就是用于分析一些含有氢原子的有机化合物和生物分子。
二、基础核磁共振谱最常见的核磁共振谱是基础核磁共振谱，它仅测定样品中的氢信号。
此处的氢信号是指样品中H原子产生的核磁共振吸收信号，即氢原子在其发生共振现象时发出的能量。
基础核磁共振谱是用来确定原子的类型以及它们的磁环境。
对于氢原子，它们通常被归为三类：α（顺式）、β（反式）和γ（孤立的）。
除了氢核共振，还有碳共振。
由于碳是一种核磁共振活性低的元素，因此采用的谱仪比氢核共振谱仪复杂得多。
碳核磁共振谱，可以分析分子的骨架结构。
其分析范围更广泛，通常用于分析各种化合物、分子和聚合物。
三、高分辨核磁共振技术高分辨核磁共振技术（High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance, HR-NMR）是一种针对复杂分子中信号重叠问题的高级核磁共振技术。
在高分辨核磁共振技术中，谱仪具有更高的分辨率，从而可以分离并分析分子中的多个组分。
这种技术能够让研究人员更加准确地分析分子结构，并且可提高谱图的信噪比。
核磁共振技术的进展及应用前景
核磁共振技术的进展及应用前景随着科技的不断迭代和升级，各种新型技术层出不穷。
而核磁共振技术（NMR）作为一种重要的科学研究工具，已经得到广泛应用，特别是在生命科学和医学领域。
本文将从了解NMR的基本原理开始，梳理其在科学研究和医学应用方面的一些进展，以及它未来的发展趋势。
一、NMR基本原理核磁共振技术是一种基于磁共振现象的分析方法，其理论基础主要建立在两个方面：核自旋和外磁场。
不同的原子核有不同的能量状态或自旋取向，而这两种状态之间的能量差可以通过较强的磁场加热来实现，使核从基态跃迁到激发态。
当外磁场作用于原子核时，会引起围绕原子核的电子的磁场产生反应，从而改变电子环能级，使原子核有不同的磁矩，这种状态称为核磁共振。
通过核磁共振技术可以对固体、液体和气体等样品进行分析。
在这个过程中，将样品放置在一个较强的磁场中，然后用一些无线电波去激发原子核，激发后的原子核会在不同的时间段内逐渐回复到基态，过程中会发出一些电磁波。
这些电磁波可以通过一系列的电子设备进行检测和处理，从而得出样品的性质和组成。
二、NMR在科学研究中的应用1、物理化学方面核磁共振技术在物理化学研究方面发挥着重要的作用。
在材料学领域中，通过核磁共振技术可以了解物质的结构、动力学和几何构型，更加深入的了解材料的性质和特点。
例如，核磁共振技术可以帮助科学家更好的研究分子内部结构，从而对新型材料的制备、催化反应和超导材料等方面进行更深入的研究。
2、生命科学方面在生命科学和医学领域，核磁共振技术是一种非常有用的实验方法。
例如，在生物医学领域中核磁共振技术可以用于研究新药物和其它生物分子间的相互作用；在组织学领域中也可以通过核磁共振技术来研究组织中的细胞组分，从而更好的理解生物物质的组成和结构。
三、NMR在医学领域的应用1、诊断核磁共振技术在医学领域中的应用主要是用于诊断和治疗。
在医学成像方面，核磁共振技术可以生成高清晰度的图像，进而了解病变对组织结构的影响情况，给医师提供更全面的诊断信息。
核磁共振成像技术的物理原理及应用
核磁共振成像技术的物理原理及应用核磁共振（NMR）是一种物理现象，它指的是被外加磁场激发了自旋的原子、分子或核子的向外发射能量的过程。
在医学领域，核磁共振成像技术（MRI）是一项重要的诊断工具，它可以帮助医生检测病人的内部结构，比如头部、胸部和肢体等部位。
本文将介绍MRI的物理原理、应用和未来的发展方向。
1. 物理原理在MRI中，磁共振所产生的信号来源于一些在人体内具有自旋的核子，比如氢原子中的质子和碳原子中的核子。
这些核子带有一个自旋量子数，它可以被外加磁场激发或者被核间相互作用激发。
在外加磁场的作用下，旋转时会发生Larmor进动，进动频率与外磁场大小成正比。
磁共振成像就是利用这一原理来获取人体内部的图像。
在成像前，患者需要先进入MRI机中，MRI机则会产生一个强磁场，使患者体内的核子同向排列，使得这些核子共同具有一个自发激发的“共振”状态。
为了进一步增强共振信号的强度，医生会在这个过程中通过向患者体内发射一些射频波，激发核子自发地发出信号，这些信号则由MRI机的探测器接收并处理，从而生成出最终的图像。
2. 应用MRI技术在医学领域有着广泛的应用，对于骨骼、软组织、脑部、心脏、肺部等内部器官扫描都有着良好的应用效果。
比如，MRI可以用来检测中风、脑出血、脑血管瘤等疾病。
在眼科领域中，MRI技术可以用来观察眼球内部的情况，处理虹膜和视网膜等部位的问答。
此外，MRI还具有标本研究方面的应用，可以提供组织影像和实时定位，可用于生物学研究、药物研究和疾病研究等领域。
MRI还被广泛应用于物理和工程学界，如石油勘探领域、新材料的制造等。
3. 未来发展方向MRI技术与人工智能、大数据等领域的结合会是一个有潜力的领域，如利用MRI成像技术的大数据，发掘背景丰富的图像数据，可以应用于疾病预测、疾病治疗等领域。
此外，磁共振技术的发展还提高了其对人类健康的重要性，值得期待的是，在未来几年内，MRI技术会继续得到改进和优化。
磁共振成像技术的原理和医学应用
磁共振成像技术的原理和医学应用磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种基于原子核磁共振现象的成像技术，已经成为现代医学检查的重要手段之一。
MRI以其非侵入性、高分辨率、多参数成像等特点，在身体不同部位疾病的早期诊断、治疗、研究及评估方面受到广泛关注。
本文将从MRI的原理、分类和医学应用三个方面进行阐述。
一、MRI的原理MRI是一种基于核磁共振现象的成像技术。
在磁场中，原子核因为量子力学效应的作用，会产生自旋，这个自旋具有磁性。
若对物质进行放射激发，则原子核将吸收能量并进入激发状态，待刺激结束后，会产生相移，但方向大小不会改变。
在加磁场的作用下，不同位置的原子核产生不同的共振信号，通过测量这些共振信号，可以得出物质内部的信号强度和空间位置信息。
MRI的成像需要一个高强度静态磁场（通常是1.5T或3.0T）和弱变化的高频交变电场（通常是射频脉冲）。
磁共振信号是由梯度磁场作用下，被激发的原子核沿着空间坐标方向释放的。
梯度磁场的作用是制造空间上的微弱变化，使成像对象内部的原子核可以感受到梯度磁场的方向和大小，从而产生不同位置、不同方向的MRI信号。
二、MRI的分类MRI按成像所需的时间长度可分为快速成像和慢速成像两类。
常用的快速成像技术有短时重复时间（Short Time Repetition，STIR）、体液抑制成像（Fluid Attenuation Inversion Recovery，FLAIR）和弥散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）等。
慢速成像技术有T1加权成像（T1 Weighted Imaging，T1WI）、T2加权成像（T2 Weighted Imaging，T2WI）和常规序列成像等。
MRI按成像方式可分为断层成像和三维成像两类。
断层成像（Slice Imaging）是在一个平面内取得的图像，主要用于观察人体各组织在某个切片上的分布及形态特征。
简述核磁共振的原理及应用
简述核磁共振的原理及应用1. 核磁共振的原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种基于原子核的不同转态间的能级跳跃引起的电磁辐射和吸收现象的物理技术。
核磁共振原理基于原子核内部具有自旋的性质，当核自旋矢量在外加磁场作用下发生在两个能级间跳跃时，就会吸收或发射特定频率的辐射，这种现象被称为共振。
核磁共振的原理主要包括以下几个关键点：•核自旋：核自旋是指原子核围绕自身轴线旋转的性质。
核自旋可以用1/2、1、3/2等整数或半整数来表示，取决于核内部存在的质子或中子数目。
•外加磁场：核磁共振需要一个较强的外加静态磁场，使得核自旋矢量在磁场中取向，并产生塞曼效应。
•塞曼效应：塞曼效应描述了核自旋矢量在外加磁场作用下的取向。
塞曼效应的频率由核的旋磁比和外加磁场的强度决定。
•库珀对：库珀对是核磁共振中的一个现象，核自旋的两个能级在磁场中存在的不同跃迁的能量差被称为库珀对。
2. 核磁共振的应用核磁共振技术在医学、化学等领域中被广泛应用，具有以下几个重要的应用：2.1 医学影像学核磁共振成像（MRI）是一种非常重要的医学影像学技术。
核磁共振成像通过利用核磁共振原理，可以对人体组织和器官进行无创观察。
其原理是通过对人体部位施加强磁场和电磁波来激发组织中的核自旋，然后通过测量激发后的信号强度和频率以重建图像。
MRI在诊断肿瘤、脑部疾病、心血管疾病等方面有着广泛的应用。
2.2 化学分析核磁共振光谱（NMR spectroscopy）在化学分析中有着重要的应用。
核磁共振光谱可以通过测量样品中核自旋的共振频率和强度来确定化合物的结构和组成。
核磁共振光谱可以用于分析无机化合物、有机化合物、生物大分子等。
它在药物研究、环境分析、质量控制等方面起着重要的作用。
2.3 材料科学核磁共振技术在材料科学领域中也有着重要的应用。
通过核磁共振技术可以研究材料的结构、性质和反应动力学等。
核磁共振技术可以用于研究材料中的精细结构、材料的磁性、材料的热力学性质等。
核磁共振技术的基本原理和应用
核磁共振技术的基本原理和应用引言：近年来，随着科技的不断发展，人类创造了许多先进的科学技术，其中之一就是核磁共振技术。
核磁共振技术作为一种非侵入性的检测手段，在医学、化学、生物学等领域中得到了广泛的应用。
本文将对核磁共振技术的基本原理以及其在不同领域中的应用进行探讨。
一、核磁共振技术的基本原理核磁共振技术是利用原子核自旋磁矩与外加准直磁场、射频场交互作用的一种技术。
其基本原理可简要概括为以下几点：1. 原子核自旋磁矩：原子核由质子和中子构成，质子和中子的自旋造成了原子核的自旋磁矩。
具体而言，核自旋磁矩是指带电粒子（比如质子）绕自身转动产生的旋转磁矩。
2. 磁共振：当核自旋磁矩遇到外加准直磁场时，核自旋会在磁场中取向，形成两个能级：平行与反平行。
能级差值与自旋的有效尺度、核数、外加磁场大小有关。
3. 预cession 磁滞：在外加均匀磁场和射频场诱导下，核自旋会绕着磁场方向进行进动，称为预cession。
预cession频率与环境中的磁场强度以及射频场频率有关。
4. 能级跳变：当射频场频率与系统能级之间的差值相等时，能级间会出现共振现象，这种跳变会引起固有信号。
二、核磁共振技术在医学领域的应用核磁共振技术在医学中的应用非常广泛，尤其在医学影像领域中发挥着重要的作用。
1. 核磁共振成像（MRI）：核磁共振成像是核磁共振技术在医学影像学中的应用，它能够通过对人体局部区域进行扫描和成像，帮助医生观察人体组织结构、器官病变以及异常功能等。
MRI成像不需要使用任何放射性物质，因此相比传统的X光照射方法更为安全。
2. 核磁共振波谱（NMR）：核磁共振波谱是利用核磁共振技术对蛋白质、药物、代谢物等进行分析的一种方法。
通过对样品中的核磁共振信号进行分析，可以推断样品中分子的结构、组成以及浓度等信息，从而达到检测和分析的目的。
三、核磁共振技术在生物学和化学领域的应用除了在医学领域，核磁共振技术还在生物学和化学领域中得到了广泛的应用。
核磁共振的原理与应用
核磁共振的原理与应用核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种非常强大的分析技术，它基于原子核在外磁场作用下表现出的磁性而产生。
这项技术不仅广泛应用于物理、化学和生物医学领域，而且是新药研发、原料质量控制和食品检测等领域的重要工具。
本文将介绍核磁共振的原理和应用。
一、核磁共振的原理核磁共振技术基于核磁共振现象，可用于研究物质的化学结构、物理性质等。
这个现象是由物质中带电粒子（如质子和核子）的旋转所导致的。
当从外界施加一个恒定的磁场时，原子核的旋转会产生一个局部磁场，这个局部磁场会影响到邻近的原子核，并改变它们自身的旋转。
这样形成的相互作用称为“磁偶极相互作用”。
在此基础上，将射频电磁波作用于原子核，使其进行能量吸收和辐射，此时产生谱线，并反映出物质中的核的不同磁性环境。
这种现象即为核磁共振现象。
通常使用核磁共振谱仪来观察核磁共振现象。
谱仪由磁体、探头和各种控制电路构成。
磁体产生一个恒定的磁场，而探头则是用于施加射频电磁波的设备，而控制电路则是用于控制射频信号的频率和幅度。
二、核磁共振的应用1.化学领域核磁共振谱是化学分析的有力工具。
它可以用于精确测定物质的分子结构、相互作用和化学反应。
核磁共振谱可以确定有机分子中各种化学键的结合方式和它们在分子中的位置，而这些信息则对于合成新化合物和分析复杂杂环分子很有用。
另外，核磁共振技术还可以检测各种杂质，测定纯度和质量，这对于新药研发和原料质量控制起到了很大的作用。
2.生物医学领域核磁共振在生物医学领域中广泛应用。
它可以用于非侵入性地检测疾病，如放射性药物对患者不良的影响、脑部疾病的检测等。
此外，核磁共振技术也可以用于了解人体内的各种碳-氢、氮、氧、磷等分子之间的相互作用，从而更好地研究生命的本质。
3.食品领域核磁共振技术在食品领域中的应用也有很大的作用。
食品中往往含有大量的复杂分子结构，如蛋白质、糖和脂质等，这些分子往往会发生化学反应，而这些反应通常具有很高的选择性，因此很难被检测到。
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物理与工程 Vol 12 No 1 2002 随着核磁共振技术的 发展, 研制 出各种类型 核磁共振仪, 如连续波核磁共振谱仪 , 脉冲傅 里叶变换谱仪 . 3 核磁共振技术的应用
实现核磁 共振可采取两 种途径, 一种是 保持外磁场不变 , 而连续地改变入 射电磁波 频率; 另一种是用一定频率的电磁波照射, 而 调节磁场的强弱. 图 1 为核磁共振 现象的装 置示意图. 采用 调节频率的方法来 达到核磁 共振 . 样 品装在 小瓶中 , 并 置于磁 铁两 极之 间, 瓶外绕有线圈, 通有由射频振荡器输出的 射频电流, 于是, 由线 圈向样品发射 电磁波, 调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在 样品共振频率附近连续 变化. 当频 率正好与 核磁共振频率吻合时 , 射频振荡器 的输出就 会出现一个吸收峰 , 这可以在示波 器上显示 出来, 同时由频 率计即刻读出这时 的共振频 率值 .
核磁共振 是原子核在外 磁场中, 能级之 间共振跃迁的现象 . 我们知道, 原子核带正电 并有自旋运动, 其自旋运动必将产生磁矩, 称 为核磁矩. 研究表明, 核磁矩 与原子核的自 旋角动量 S 成正比, 即 式中 = S ( 1) 为比例系数, 称为原子核的旋磁比 . 在外磁场 中, 原子核 自旋角动量 的空间
取向是量子化的 , 它在外磁场方向 上的投影
48 适当的电磁辐射照射原 子核, 如果 电磁辐射 光子能量 h 恰好为两相 邻核能级之差 E, 则原子核就会吸收这个 光子, 发生 核磁共振 的频率条件是: h = h B = hB / 2 或 = 2 = B ( 5) 式中 为频率, 为圆频率 . 对于确定的核, 旋磁比 可被精确地测 定. 可见, 通过测定核磁共振时辐射场的频率 , 就能确定磁感应强度 ; 反之, 若已知磁感应 强度 , 即可确定核的共振频率 . 2 核磁共振实验装置
物理与工程 Vol 12 No 1 2002
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核磁共振技术及应用
金永君 艾延宝 ( 黑龙江科技学院, 鸡西 158105)
( 收稿日期 : 2001 06 20)
摘
要 核磁共振分析技术是利用物理原理 , 通过对核磁共振谱线特征参数的测定来 分析物质的分子结构与性质. 它不破坏被测样品的内部结构 , 是一种无损检 测方法 . 本文重点简介了核磁共振技术在医疗方面的应用 核磁共振成 像 , 它已成为医学诊断中一种重要手段. 关键词 核磁共振技术; 无损检测 ; 应用
参 考 文 献
dM = Pm =
S
dPm
S
B= (
S
S
dPm )
B ( 2)ຫໍສະໝຸດ dPm = IdS
就是任意形状的载流线圈的磁矩, 故有 M = Pm B
[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] 图3
戴同庆等 . 载流线圈的磁矩及 其在均匀磁 场中所受 磁 力矩公式的普遍证明 . 工科物理 , 2000, ( 4) . 程守洙等 . 普通物理 ( 2) 第五版 . 2000. 数学手册编写组 . 数学手册 . 人民教育出版社 , 1997. 康垂令 . 非平面线圈的磁矩 . 工科物理 , 1998, ( 3) .
THE TECHNOLOGY OF NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE AND ITS APPLICA TIONS
Jin Yongjun Ai Yanbao
( Heilongjiang Science and Technology College, Jixi 158105)
Abstract The technology of nuclear magnetic resonance analysis can be used to determine the structure and the nature of molecules. It is a nondestructive test . This article introduces briefly its principle and its application in medical diagnosis. Key Words technology of the nuclear magnetic resonance; nondestruct ive test; applicat ion 核磁共振技术是利用原子核在磁场中的 能量变化获得有关原子 核的信息 , 是一种具 有极高分辨率的分析技术 . 1 核磁共振的物理原理 值可表示为 Iz = m h ( 2) m 为核自旋量子数 . 依据核磁 矩与自旋角动 量的关系 , 核磁 矩在外磁场中的取向 也是量子化的 , 它在磁 场方向上的投影值为 ( 3) z = m h 对于不同的核 , m 分别取整数或半整数 . 在外磁场 中, 具有磁 矩的原子核 具有相 应的能量 , 其数值可表示为 E=B = - zB = m h B ( 4) 式中 B 为磁感应强度 . 可见 , 原子核在外磁场 中的能量也是量子化 的. 由于磁 矩和磁场的 相互作用, 自 旋能量分裂成一系 列分立的能 级, 相邻的两个能级之差 E = h B . 用频率
图1
核磁共振实验装置示意图
核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振 的仪器 , 主要有磁铁, 探头和谱仪三大部分组 成. 磁铁的功用是产生一个恒定的磁场 , 探头 置于磁极之间, 用于探测核磁共振信号 ; 谱仪 是将共振信号放大处 理并显示和记 录下来.
核磁共振分析技术是通过核磁共振谱线 特征参数 ( 如谱线宽度 , 谱线轮廓形 状, 谱线 面积, 谱线位置等 ) 的测定来分析物质的分子 结构与性质 . 它可以不破坏被测 样品的内部 结构 , 是一种 完全无损的检 测方法. 同时, 它 具有非常高的分辨本 领和精确度 , 而且可以 用于测量的核也比较 多, 所有这 些都优于其 它测量方法 . 因此, 核 磁共振技术在 物理, 化 学, 医疗 , 石油化工 , 考古等方面 获得了广泛 的应用. 核磁共振成像在医疗方面显示出强大的 生命力, 已成为医学诊断中一种重要手段 . 它 可以对人体脊髓 , 脑, 肝, 肺等各 个器官直接 成像 , 勿 需借助 造影剂 , 并 有较理 想的 清晰 度, 可以观测 出血流量 , 显示心脏活 动. 它不 仅能显示形态 , 还能提供有关功 能的生化信 息, 从而大大地提高了诊断的准确性 , 有利于 对突 发性心 肌梗 塞和 肝瘤 等疾病 的早 期诊 治. 下面介绍 核磁共振技术用于 医学诊断方 面的一种新型显像技术 核磁共振成像亦 称核磁共振 CT. 我们知道 , 人体或其 它生物体中 大部分 ( 75% ) 是水 ( 含 氢核 ) , 这些水以 及其它含氢 分子的分布会因种种疾病而发生改变. 因此, 可以利用氢核的核磁 共振进行医学 诊断. 核 磁共振成像是核磁共 振技术、 图 像重建技术 和计算机技术相结合的产物. 核磁共振成像是以磁场值来标记生物体 中共振核的空间位置 . 将成像对 象置于一个 稳定磁场中, 通常 为 0 15T ~ 1 5T , 并用特定 的射频电磁波脉冲序 列照射, 使 人体内部原 子核产生核磁共振 , 脉冲消失后, 被激发的核 要逐渐恢复原来状态 , 同时以电磁辐射的 形 ( 下转第 50 页)
磁场均匀度 , 磁体系统是获得高质量图像的关 键; 射频发射的功用是产生交变射频磁场, 接 收系统是接收被测物体的核磁共振信号 ; 图像 重建和显示系统的功用不但能提供解剖图像, 而且还能提供分子结构和其它周围情况 , 以及 有关功能和生理化学方面的信息. 核磁共振成像与其它成像方式 ( 如 X 射 线断层摄影, 即 X 射线 CT ) 相比 , 有许多优点, 如可 以给出 断层 图像; 空间分 辨率 高, 可达 0 7mm~ 2mm; 是一种无任何损伤和放射性的 成像 方式 . 但这 种成像 方式速 度慢 , 造 价也 高. 目前, 核磁共振 CT 仅仅限于氢核, 但随着 磁体强度的提高 , 对碳 , 氧, 钠, 磷等核也会得 ( 完) 到满意的核磁共振图像.
( 上接第 48 页) 式把共振时吸收的能量释 放出来 , 这就是可检测的核磁共振信号 . 核磁 共振成像所用的磁场 是一个不均匀 的磁场, 磁场 在成像 对象 内各 处的强 度分 布是 已知 的, 与之相应的共振电磁波频率不同 . 改变电 磁波的频率, 就 可以得出被测对象 体内各处 的核磁共振信号. 通过计算机处理后 , 以三维 立体图像或二维断面像形式由显示器显示出 来. 将病态图与正常组织图像进行比较 , 即可 做出医疗诊断. 核磁共振 CT 主要由三个部分组成, 即磁 体系统 , 射频发射和接收系统, 图像重建和显 示系统 . 磁体系统又称主磁体, 它的功用是产 生静磁场, 磁体材料要求有很高的磁场强度和
S
这就是一般普通物理教材[ 2] 中给出的定义 . 对非平面载流线圈的磁 性可直接由 ( 2) 1 r dl 式给出 , 其中的面积矢量 d S = 2 L S 只是 一 个 数 学 运算 问 题 [ 3] , 无 需 将 P m = 1 [ 1] , [ 4 ] 2 L r d l 作为一个磁矩的新定义提出来 . 总之 , 本文对公式 ( 1) 的推证中避免了繁 杂的数学运算 , 突出了运用物理思想解决问 题的优越性 , 这对培养工科大学生的物理思 维方式而言, 有其积极的意义.
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物理与工程 Vol 12 No 1 2002
4 对磁矩的讨论 由 ( 2) 式得平面载流线圈的磁矩 Pm = I
S
d S = IS
图2
场 B ( 图 3 ) 中的磁力矩为 d M = d Pm B , 则 曲面 S 上各电流回路元所受的磁力矩之和就 是整个载流线圈所受的磁力矩 , 为 M= 其中