核磁共振(NMR)培训
NMR培训-实验技术和应用

• 弛豫时间长。13C 的弛豫时间比1H 慢得多,有的化合物中的一些碳 原子的弛豫时间长达几分钟,这使得测定 T1、T2等比较方便。另 外,不同种类的碳原子弛豫时间也相差较大,这样,可以通过测定 弛豫时间来得到更多的结构信息。 • 共振方法多。13C NMR 除质子噪声去耦谱外,还有多种其它的共振 方法,可获得不同的信息。 • 图谱简单。虽然碳原子与氢原子之间的耦合常数较大,但由于它们 的共振频率相差很大,所以-CH-、-CH2、-CH3等都构成简单的 AX、 AX2、AX3体系。因此即使是不去耦的碳谱,也可用一级谱解析,比 氢谱简单。 • 耦合信息少。
共振频率(MHz) B=7.0463T
300 46.05 75.43 21.67 30.40 282.23 121.40
核磁共振的参数
• • • • • 化学位移 自旋耦合、耦合常数 信号强度(积分值) 迟豫时间 NOE
化学位移
产生的原因:核外电子屏蔽 ν = (γ/2π) B0(1-σ )
屏蔽作用的大小与核外电子云密度有关,核外电子云 密度越大,核受到的屏蔽作用越大,而实际受到的外 磁场强度降低越多,共振频率降低的幅度也越大。
•电源
数据采集及处理计算机
采样计算机:控制实验中整台谱 仪各个部件的各种操作 主计算机:提供人-机接口,及 各种软件完成数据处理
实验操作 • • • • 样品配制 仪器准备 实验参数 数据采集
NMR溶剂:
样品要求可溶,一个理想的溶剂必须满足以下的条件: 1. 样品在其中有高溶解度; 2. 在我们所感兴趣的波谱范围内没有溶剂峰; 3. 在做变温实验的温度范围内保持液体状态
• 碳谱中化学位移(C)是最重要的参数。它直接反映了所观察核周围的基 团、电子分布的情况,即核所受屏蔽作用的大小。碳谱的化学位移对核 所受的化学环境是很敏感的,它的范围比氢谱宽得多,一般在 0-250 。 对于分子量在 300-500 的化合物,碳谱几乎可以分辨每一个不同化学环 境的碳原子,而氢谱有时却严重重迭。 • 分子有不同的构型、构象时,C 比 H更为敏感。碳原子是分子的骨架, 分子间的碳核的相互作用比较小,不象处在分子边缘上的氢原子,分子 间的氢核相互作用比较大。所以对于碳核,分子内的相互作用显得更为 重要,如分子的立体异构、链节运动、序列分布、不同温度下分子内的 旋转、构象的变化等,在碳谱的 C值及谱线形状上常有所反映,这对于 研究分子结构及分子运动、动力学和热力学过程都有重要的意义。 • 和氢谱一样,碳谱的化学位移 C也是以 TMS 或某种溶剂峰为基准的。
核磁共振波谱法培训课件

质子数p, 中子数n
•pI与n0同的为核偶为数磁,性I核= ,0。这可如类以原1产2C子生,核16N的OM,核3R2电S信等荷号分。。布可看作一 •p如I+=n01=的H奇,核1数3为C,,非15IN磁=,半性1整7O核数,个,31(椭P无1吸等/圆2N收,。体M3复/,2R杂等电信,)荷号。研分。究布应不用均较匀少,;共振 •p与n同为奇数,I =整数。如2H, 6Li等。
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第一节 概论
一、 核磁共振(NMR)波谱的产生
➢核磁共振(NMR):原子核在磁场中吸收一定频率的电磁波,而发生自 旋能级跃迁的现象。
1
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核磁共振波谱仪
m=2
H0
m=1
m=0
m=0
m= -1
m=-1/2
m= -1
m= -2
I=1/2
I=1
I=2
9
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❖ 若无外磁场,由于核的无序排列,不同自旋方向的 核不存在能级差别。
❖ 磁性核放入磁场中,出现与磁场平行(低能量)和 反平行(高能量)两种能量状态,能量差E=h。
7
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图示:磁性核在外加磁场中的行为
无外加磁场时,样品中的磁性核任意取向。 放入磁场中,发生空间量子化,核磁矩按一
定方向排列。
8
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核磁共振(NMR)培训共35页

6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
核磁共振(NMR)培训
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一, 也是成 功的利 器之一 。没有 它,天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ,徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿.丘吉 尔。 30、我奋斗,所以我快乐。--格林斯 潘。
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46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里,没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢你的阅读
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
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41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ,而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
1、最灵繁的人也看不见自己的背勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
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61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴的成功越大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不实 践,甚 至不接 触社会 ,难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕,不悔(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
核磁工程师培训方案
核磁工程师培训方案1. 培训背景随着科技的不断发展和进步,核磁共振(简称NMR)在生物医学、化学、物理等领域的应用越来越广泛。
作为核磁共振仪器的专业操作人员,核磁工程师扮演着重要的角色。
为了培养一批具备扎实的理论基础和丰富的实践经验的核磁工程师,开展核磁工程师培训成为迫切的需求。
2. 培训目标本培训方案旨在通过系统、全面的培训,使学员掌握核磁共振技术的基本原理、操作技能及常见故障处理方法,提高其核磁工程师的综合能力,为从事核磁共振仪器操作和维护的工作做好充分准备。
3. 培训内容3.1 核磁共振基础知识•原子磁矩和核磁共振基本理论•核磁共振仪器的基本构造与工作原理•磁场强度、频率和相干时间的关系•核磁共振的基本信号处理方法3.2 核磁共振操作技能•核磁共振仪器的开机与关机操作•核磁共振样品的制备与放样•核磁共振参数的设置与调整•核磁共振图谱的采集与处理•核磁共振数据的解析与分析3.3 核磁共振故障处理•核磁共振仪器常见故障及排除方法•核磁共振数据异常处理与恢复•核磁共振仪器的维护保养方法与技巧4. 培训方法4.1 理论学习通过课堂授课的方式,讲解核磁共振的基本原理和操作技能。
讲师将结合案例和实际应用,生动形象地讲解,以便学员深入理解和掌握核磁共振技术。
4.2 实践操作为了加强学员的实践操作能力,培训中将安排充分的实验实践环节。
学员将亲自操作核磁共振仪器,并进行核磁共振数据的采集、处理和解析,以提高自己的实际操作能力。
4.3 案例分析通过分享实际案例和故障处理经验,培训学员的问题解决能力和综合分析能力。
讲师将讲解案例的背景、问题及解决方法,引导学员思考和讨论。
5. 培训评估为了准确评估学员的学习效果和培训效果,将进行以下评估方法:•理论考试:对学员的理论知识进行考核,以检验其对核磁共振基础知识的掌握程度。
•实践操作:对学员的实际操作和技能进行评估,以检验其核磁共振操作技能的掌握情况。
•案例分析:对学员在案例分析过程中的表现进行评估,以检验其问题解决能力和综合分析能力。
核磁共振培训计划
核磁共振培训计划介绍核磁共振(NMR)技术是一种非常重要的分析方法,广泛应用于化学、生物、药物等领域。
为了提高实验室人员的NMR技术水平,我们特制定了核磁共振培训计划,旨在提升员工的实验技能和理论知识。
训练内容1.NMR基础知识讲座:–原理介绍–仪器结构及操作–数据处理技术2.样品处理和准备:–样品制备技巧–样品的装填和密封3.NMR实验操作:–基本的1D和2D NMR实验–参数设置和优化4.数据分析:–谱图解读–化学位移的确定–谱峰积分5.实验案例分析:–不同类型样品的NMR分析实例–问题讨论与解答训练时间和形式•时间:培训周期为一个月,每周两次课程,每次3小时。
•形式:讲座结合实验操作,理论和实践相结合。
效果评估•理论考核:结业前进行NMR理论知识考核。
•实验操作考核:完成规定的NMR实验并提交实验报告。
奖励•通过培训并取得结业证书的学员将获得NMR技术培训证书和奖品一份。
参与条件•对NMR技术感兴趣的同事优先考虑。
•具备基本的化学知识和实验操作技能。
培训师资•我公司专业技术人员担任培训讲师,并有NMR领域资深专家提供指导。
感想分享•结业后,学员将分享自己的培训感想和收获,鼓励更多同事参与NMR技术的学习和实践。
结语通过本次核磁共振培训计划,相信能够为公司提高实验技术水平,增强团队合作力。
希望培训计划能够得到广大同事的积极参与和支持,一起共同提升专业水平,为公司发展贡献力量。
以上为核磁共振培训计划的详细内容,希望各位同事能积极参与并获得更多收益。
NMR技术培训
动态核磁共振实验
105 104 103 102 10 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5
13C峰形分析 峰形分析 1H峰形分析 峰形分析
双照射1H-13C CW FT CW或FT流动实验1H CW或FT截流实验1H 或 截流实验 CW或FT平衡1H 或 平衡 FT平衡13C 平衡 105 104 103 102 10 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 t/s
核磁共振
从结构到动力学
目的
了解核磁共振原理 常用核磁共振实验技术介绍 设备介绍 核磁共振实验的一些技巧
主要内容
一 二 三 四 核磁共振原理及参数 常用的核磁共振技术 化学所核磁共振仪器介绍 核磁共振实验的一些技巧
一、核磁共振原理及参数
核磁共振现象
E ∆E
β
B0
α
核磁共振条件
∆E = γhBo 2π = hν
a 磁旋比的单位是107弧度/特斯拉/秒 b 共振频率以1H频率为100MHz作参考 c 检测灵敏度以1H为1作为参考,并考虑了同位素的天然丰度。
E ∆E
β
∆E << k BT
Nβ
∆E ∆E = exp − ≈1− Nα kT kT
For proton at 300 K
B0
2.自旋 2.自旋-自旋耦合及耦合常数 自旋自旋-自旋耦合: 自旋-自旋耦合: 自旋核与自旋核之间的相互作用(也可以称为微扰) 自旋核与自旋核之间的相互作用(也可以称为微扰)
CH3
e2
CH2 低分辨
n1
n2
高分辨
e1
J
耦合常数与分子结构的关系 不同的ν和B,引起主峰间距变化,但J不变。不 是化学位移现象。 它不属于偶极距间的直接相互作用,对于液体来讲, 分子翻滚运动很快,偶极距间的作用可近似为零。 与化学键的键型、键角和核自旋有关。 感兴趣的同学可以到所里的ftp上下载如下资料 ftp:///upload/xjf/自旋耦合和裂分.ppt
核磁共振NMR培训课件
14N
99.63
15N
0.37*
17O
0.037*
*天然丰度越低,测定越困难。
B0 = 2.35T E(J) (MHz)
6.6x10-26 1.7x10-26 6.2x10-26 2.7x10-26 0.5x10-26 0.6x10-26 0.9x10-26
100 25 94 40.5 7 10 13.5
核磁共振NMR
磁性核在外加磁场中的行为
(1)无外加磁场时,样品中的磁性核任意取向。 (2)放入磁场中,核的磁角动量取向统一,与磁场
方向 平行或反平行
核磁共振NMR
2
(1)无外加磁场时,磁性核的能量相等。 (2)放入磁场中,有与磁场平行(低能量)和反平行
(高能量)两种,出现能量差E=h。
核磁共振NMR
P h I(I1) 2π
I 0的核为磁性核,可以产生NMR信号。
I = 0的核为非磁性核,无NMR信号。
核磁共振NMR
13
原子核组成(质子数p与中子数n)与自旋量子数I的 经验规则:
p与n同为偶数,I = 0。如 12C, 16O, 32S等。 p + n =奇数,I =半整数(1/2, 3/2等)。 如 1H, 13C, 15N, 17O, 31P等。 p与n同为奇数,I =整数。如2H, 6Li等。
• 自旋-自旋驰豫(spin-spin relaxation):样品分子核
之间的相互作用。高能态的核把能量传给低能态而自己
回到基态。这种弛豫不改变高、低能级上核的数目,但
任一选定核在高能级上的停留时间(寿命)改变。自旋-自
旋驰豫的时间用T2表示。
核磁共振NMR
26
4、NMR信号的灵敏度
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❖化学位移
原子核由于化学环境所引起的核磁共振信号位置的变化。
5.9<
O Me
3.9
O 2.2
CH3
R CH3 0.8
-COOH
❖ 峰面积
4.9< CH
3.6 R O CH3
1.2
H2 C
峰面积与核的数目成正比,根据各峰组的面积比,可以推
测各种核的数目比。
精品课件
谱图分析技巧
❖耦合常数
C-H (1J) H-C-H (2J) CH-CH (3J)
送样人
送样日期:
2
样品名称
3
溶剂 CDCl3
DMSO
4测试项目 1H 13C源自DEPT样5
品 信
息
6
特别声明 样品返回: 否 是
填写要求:
1-2.各项填写清晰方便查找统计。
D2O H-H COSY
Acetone HSQC
其他 定量碳谱
锡谱 其他
3-4.注明所用溶剂和需要测试的项目,必要时与分析人员沟通。
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样品准备
❖ 核磁管 首先尽量选用优质核磁管,还有就是最好不要在核磁 管上乱贴标签,这会导致核磁管轴向的不均衡,在样 品旋转的时候影响分辨率,还有可能打碎核磁管造成 重大损失。
❖ 化学位移标准 在溶液中加入少量(一般不超过0.1%)四甲基硅烷
(TMS) ,规定其位移常数TMS=0。
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样品准备
探头: 射频发射线圈,射频接受线圈组成。正向探头: 高频接收线圈在外(通常指1H核)低频接受线 圈在内。反向探头:低频接受线圈在外,高频 接收线圈在内,主要用于反向实验。
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第二章 实验流程
送样要求 样品准备 锁场匀场的作用 NMR常用实验 谱图分析技巧
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送样要求
1
课题号
研究室
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锁场匀场
❖匀场对NMR实验的影响
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锁场匀场
❖ 影响锁场匀场的因素:
样品溶液要有足够的高度。
样品是否均匀溶解于整个溶液。 溶液中有无悬浮的不溶物。 溶液的粘度。 溶液中是否有气泡。 溶液中是否有Fe3+、Cu2+这样的
顺磁性离子。 当匀场效果不理想,又找不到原
因时,可能是由于核磁管本身的 不均匀造成的
5.信息要详细(包括原料、溶剂、添加剂、预期产物等),最好能与分析人员沟通。
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样品准备
❖ 样品量 一般对于1HNMR来说需要的量比较小,大概10mg左 右就可以了,对于二维谱和碳谱浓度要比较大,最好 >50mg。
❖ 溶剂量 一般样品的溶剂量为0.6ml,大概在核磁管中的高度为 4cm左右。溶剂量太小了会影响匀场,进而影响实验 的速度,和谱图的效果。溶剂量太大了嘛,那就太浪费 了。
核磁共振(NMR)培 训
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第一章 仪器介绍
适用范围 核磁共振原理 仪器组成
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适应范围
❖ NMR是研究原子核对射频辐射的吸收,它是对各种 有机和无机物的成分、结构进行定性分析的最强有力 的工具之一,有时亦可进行定量分析。
❖ 仪器配备ATMA功能BBFO探头(带有自动调谐功能, 可在无人干预状态下进行多种核的NMR实验)。
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NMR常用实验
❖ 1H
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NMR常用实验
❖ 13C
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NMR常用实验
❖ 13C DEPT(极化转移增强)能够区分不同种类碳原子通常使 用PO为135°谱图上CH3和CH的峰为正峰,CH2为负峰,季 碳不出峰。通过对比13C谱与DEPT谱即可得出各种碳原子的 个数。
DEPT
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NMR常用实验
❖ H-H COSY(同核位移相关谱)1H-1H多键相关。
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NMR常用实验
❖ HSQC(异核单量子相关)谱图上显示为1H-13C一键相关。
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NMR常用实验
❖ HMBC(异核多键相关)谱图上显示1H核与13C核远程 相关(1J、2J、3J)
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谱图分析技巧
一、氢谱分析
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S(t)
核磁共振谱图S(w)
原理
(1)I=0的原子核16O、12C、22S等 ,无自旋,没有磁矩,不 产生共振吸收
(2)I=1或I>0的原子核 I=1 : 2H,14N I=5/2:17O,127I
I=3/2: 11B,35Cl,79Br,81Br
这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分布不均 匀,共振吸收复杂,研究应用较少;
(3)I=1/2的原子核 1H,13C,19F,31P
原子核可看作核电荷均匀分布的球体,并象陀螺一样自旋, 有磁矩产生,是核磁共振研究的主要对象。
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仪器组成
液氮: -196℃,保持液氦温度,减少液氦损失。
液氦:
-269℃,提供超低温环境。
超导磁体: 铌钛或铌锡合金等超导材料制备的超导线圈; 在低温4K,处于超导状态;开始时,大电流一 次性励磁后,闭合线圈,产生稳定的磁场,长 年保持不变。
❖ 溶剂的选择 原则:样品易溶解,溶剂峰和样品峰没有重叠,粘度 低,并且价格便宜。大家在选择的时候主要是样品的 溶解性问题。
❖ 常用的氘代试剂 氘代氯仿、氘代DMSO、氘代丙酮、重水、氘代苯、 氘代DMF氘代甲醇等。
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锁场匀场
❖ 氘代试剂的作用 试剂用氘代替氢是为了避免在氢谱上出现很强的溶剂峰,同 时也为锁场提供了条件。
❖溶剂峰 氘代试剂中未被氘代的氢。 常用氘代试剂的化学位移: CDCl3-7.26ppm、DMSO-2.50ppm、D2O-4.7ppm、丙 酮-2.05ppm ❖杂质峰 杂质含量相对于样品少,所以杂质峰面积较小且与样品 峰面积没有简单的整数比关系精。品课件
❖ 可测试液体样品或能溶于氘代试剂的固体样品。 ❖ 测试范围1H~109Ag。 ❖ 1H、13C、DEPT、H-H COSY、HSQC、HMBC等
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原理
❖ 在强磁场中,原子核发生振动能级分裂
❖ 当吸收外来电磁辐射时,将发生核振动能级的跃迁--产生所
谓NMR现象。
B0
B0
M
FT
RF 脉冲
M 接收器 Receiver
❖ 锁场 现在的磁体都是超导的,磁体不会绝对的稳定,可能会出现 微小的变化,这种变化有时候对实验的影响是非常大的。因 此现在的超导核磁的谱仪上都有锁场的氘通道。通过对氘信 号的检测,判断磁场的变化,通过微小的附加电流来补偿磁 场的变化。
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锁场匀场
❖匀场 通过“匀场”来解决磁场在一定的空间范围内的不均匀性 (相同的原子核在不同的空间位置会感受到不同的磁场强 度)。“匀场”是一种补偿静磁场的不均匀性的过程,通过 调节各组匀场线圈中的电流,使之产生的附加电流能抵消 静磁场的不均匀。