核磁共振
核磁共振是什么-核磁共振的基本原理

核磁共振是什么-核磁共振的基本原理核磁共振是什么-核磁共振的基本原理大家知道什么是核磁共振吗?以下是PINCAI小编整理的关于核磁共振的相关内容,欢迎阅读和参考!核磁共振是什么_核磁共振的基本原理核磁共振是什么核磁共振是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。
核磁共振波谱学是光谱学的一个分支,其共振频率在射频波段,相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。
核磁共振应用:核磁共振成像(MRI)检查已经成为一种常见的影像检查方式,核磁共振成像作为一种新型的影像检查技术,不会对人体健康有影响,但六类人群不适宜进行核磁共振检查:即使安装心脏起搏器的人、有或疑有眼球内金属异物的人、动脉瘤银夹结扎术的人、体内金属异物存留或金属假体的人、有生命危险的危重病人、幽闭恐惧症患者等。
不能把监护仪器、抢救器材等带进核磁共振检查室。
另外,怀孕不到3个月的孕妇,最好也不要做核磁共振检查。
核磁共振的基本原理原子核的自旋核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。
不同的原子核,自旋运动的情况不同,它们可以用核的自旋量子数I来表示。
自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系,大致分为三种情况,如下表。
分类质量数原子序数自旋量子数INMR信号I偶数偶数无II偶数奇数1,2,3,…(I为整数)有III奇数奇数或偶数0.5,1.5,2.5,…(I为半整数)有I值为零的原子核可以看做是一种非自旋的`球体,I为1/2的原子核可以看做是一种电荷分布均匀的自旋球体,1H,13C,15N,19F,31P的I均为1/2,它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体。
I大于1/2的原子核可以看做是一种电荷分布不均匀的自旋椭球体。
[2] 核磁共振现象原子核是带正电荷的粒子,不能自旋的核没有磁矩,能自旋的核有循环的电流,会产生磁场,形成磁矩(μ)。
μ=γP式中,P是角动量矩,γ是磁旋比,它是自旋核的磁矩和角动量矩之间的比值,因此是各种核的特征常数。
核磁共振实验报告

引言概述:
核磁共振是一种重要的研究分析手段,广泛应用于化学、生物、医学等领域。
本文旨在通过针对核磁共振实验的详细阐述,展示其原理、方法和应用,并结合实验结果进行分析和总结,以进一步深化对核磁共振的理解。
正文内容:
一、核磁共振的原理
1.原子核的自旋与核磁矩
2.磁共振现象的基本原理
3.施加磁场与共振条件的关系
二、核磁共振仪的结构和原理
1.核磁共振仪的主要组成部分
2.磁场与调节系统
3.射频系统的工作原理
4.检测信号的采集与处理
三、核磁共振实验的基本步骤
1.样品的制备与装填
2.核磁共振参数的测定
3.核磁共振谱图的获取
4.核磁共振谱图的解析
5.参数的计算与分析
四、核磁共振在化学分析中的应用
1.核磁共振谱图的解析与结构鉴定
2.化学位移与电子环境的关系
3.倍分辨核磁共振技术的应用
4.核磁共振在反应动力学研究中的应用
5.核磁共振在质子化学位移的定量分析中的应用
五、核磁共振在生物医学中的应用
1.核磁共振成像原理与技术
2.核磁共振成像与疾病诊断
3.核磁共振成像在器官显影中的应用
4.动态核磁共振技术在生物医学中的应用
5.核磁共振在药物研发中的应用
总结:
通过本文对核磁共振实验的详细阐述,我们对核磁共振的原理、方法和应用有了更深入的了解。
核磁共振作为一种重要的分析手段,在化学、生物、医学等领域发挥着重要作用。
根据实验结果分析和总结,我们可以得出核磁共振在化学分析和生物医学领域的
广泛应用前景,并提出进一步探索和研究的方向,以推动核磁共振技术的发展和应用。
什么是核磁共振,核磁共振能查出什么疾病张舒云

什么是核磁共振,核磁共振能查出什么疾病? 张舒云发布时间:2021-10-21T06:48:33.287Z 来源:《中国蒙医药》2021年第4期作者:张舒云[导读] 目前在临床上的应用是很广泛的。
对于核磁共振具体检查的疾病我们需要了解。
四川省巴中市通江县人民医院核磁共振是一种在医学方面利用影像学给患者做检查的一种检查方法。
随着科技的进步,目前在临床上的应用是很广泛的。
对于核磁共振具体检查的疾病我们需要了解。
一、什么是核磁共振核磁共振是一种在医学方面利用影像学给患者做检查的一种检查方法。
随着科技的进步,目前在临床上的应用是很广泛的。
核磁共振就是利用了其医学成像原理,根据现代的新的医学影像,新的技术,对人的大脑、肝肾、脾、胰、子宫、卵巢等人体的实质器官以及心脏、血管这些对人体都具有着重要功能的部位有着非常好的诊断功能。
核磁共振这种检查方式在现代医学中越来越常见,并且核磁共振这种检查方式与人们口中常提及的CT拍片检查也很相似,有着类似的原理。
核磁共振相对于其他医学检查手段来说,机器对人体的扫描速度快、对人体组织的分辨率高、扫描出的图像更加清晰、成像参数多并且对人体的伤害没有那么大,在这些方面体现了核磁共振的极大优势,也同时体现了科技的进步对人们日常生活的利处。
核磁共振相对于CT/X光等的医学检查来说,更加有效地控制了电离辐射对人体的伤害,因为核磁共振是利用磁场成像的原理,没有放射性,所以不会对人体产生伤害,但就算是如此,任何检查也都是有限度的,一些患者的自身身体素质也是有不适合进行核磁共振检查的情况的,患者还是应该根据医嘱进行正确的医疗检查。
据医学经验以及相关知识的了解,金属是会对磁场产生干扰的,患者在进行核磁共振检查前,必须将所佩戴的一切有关金属物件摘除,还有一些身体内部在事前装入的医疗治疗设备,也都是需要提前了解清楚并避免的,上腹部的检查还需要保持空腹,可饮用适量纯净水,可对肝肾成像更加清晰。
二、核磁共振能检查出什么疾病1、神经系统病变人的神经系统是由中枢神经和周围神经所构成的,核磁共振对软组织的扫描成像再清晰再适合不过了,必须得是核磁共振作为神经系统疾病检查上的首选。
核磁共振操作流程

核磁共振操作流程核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)是一种重要的分析技术,广泛应用于化学、生物、医药等领域。
本文将介绍核磁共振的操作流程,帮助读者了解核磁共振实验的基本步骤和注意事项。
1. 样品准备。
在进行核磁共振实验之前,首先需要准备样品。
样品的准备对于获得准确的核磁共振谱图至关重要。
通常情况下,样品应该是干燥的、纯净的,并且溶解于适当的溶剂中。
在选择溶剂时,需要考虑样品的溶解度和核磁共振谱图的清晰度。
另外,还需要注意避免样品受到空气、水分或其他杂质的污染。
2. 仪器调试。
在进行核磁共振实验之前,需要对核磁共振仪进行调试。
首先,需要进行仪器的校准,确保仪器的稳定性和准确性。
然后,需要进行磁场的调节,以保证磁场的均匀性和稳定性。
在调试过程中,需要仔细检查仪器的各项参数,并根据实际情况进行调整,以确保实验的顺利进行。
3. 参数设置。
在进行核磁共振实验之前,需要设置合适的参数。
这包括脉冲序列的选择、扫描参数的设置等。
不同的样品可能需要不同的参数设置,需要根据样品的性质和实验的要求进行调整。
在设置参数时,需要注意保证信噪比的合适性,以获得清晰的核磁共振谱图。
4. 数据采集。
在参数设置完成后,可以开始进行核磁共振实验。
在数据采集过程中,需要确保样品处于稳定状态,并且仪器处于正常工作状态。
同时,需要注意记录实验条件和参数,以便后续数据处理和分析。
5. 数据处理。
核磁共振实验得到的数据通常需要进行处理和分析。
这包括数据的峰识别、积分、峰面积的测量等。
在数据处理过程中,需要注意排除可能的干扰和噪音,并确保数据的准确性和可靠性。
6. 结果解读。
最后,根据数据处理得到的核磁共振谱图,可以进行结果的解读和分析。
通过对峰的位置、强度和形状进行分析,可以得到样品的结构信息和化学性质。
在结果解读过程中,需要结合实验条件和样品性质,进行合理的推断和解释。
总结。
核磁共振实验是一项重要的分析技术,可以提供样品的结构和化学信息。
核磁共振检查什么

核磁共振检查什么引言核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一种非侵入性、无辐射的医学影像检查技术,由于其高分辨率和多参数功能,被广泛应用于临床医学领域。
核磁共振检查可以提供大量详细的解剖和功能信息,帮助医生准确诊断疾病并制定合理的治疗方案。
本文将详细介绍核磁共振检查适用于哪些病症以及它在这些病症中的应用。
1. 脑部核磁共振检查脑部核磁共振检查是最常见的核磁共振应用之一,广泛用于脑部疾病的诊断和评估。
它可以检测脑部结构的异常,如肿瘤、出血、感染和脑血管病变等。
此外,脑部核磁共振还可以提供关于脑组织的代谢信息,如脑梗死、代谢性疾病和癫痫发作。
2. 脊柱核磁共振检查脊柱核磁共振检查主要用于评估脊柱和脊髓的疾病,特别是椎间盘突出、脊髓损伤和脊柱肿瘤等。
它可以帮助医生确定疾病的位置、大小和形态,指导手术治疗和康复计划。
3. 心脏核磁共振检查心脏核磁共振检查是一种无创性评估心脏结构和功能的技术,广泛用于心脏病的诊断和治疗。
它可以提供关于心脏壁运动、心脏腔的大小和形态、心室流量和心脏瓣膜的功能等信息。
心脏核磁共振还可以评估冠状动脉疾病、心脏肥厚和心肌梗死等心脏病变。
4. 肝脏核磁共振检查肝脏核磁共振检查主要用于评估肝脏疾病,如肝肿瘤、肝纤维化和肝内胆管疾病等。
它可以提供关于肝脏结构、血供和代谢功能的详细信息,帮助医生制定肝脏疾病的治疗方案。
5. 骨骼核磁共振检查骨骼核磁共振检查主要用于评估骨骼系统的疾病,如骨折、骨肿瘤和骨关节炎等。
它可以提供关于骨骼结构、骨骼肌肉的关系和动力学信息等。
骨骼核磁共振还可以评估关节软骨的损伤和退化,指导关节置换手术和康复计划。
6. 乳腺核磁共振检查乳腺核磁共振检查主要用于早期发现乳腺癌和乳腺疾病。
它可以提供关于乳腺结构、组织密度、肿块的形态和动态变化等信息,对于乳腺肿瘤的定位和分期非常有帮助。
7. 盆腔核磁共振检查盆腔核磁共振检查主要用于评估盆腔器官的解剖和病变,如子宫肌瘤、卵巢肿瘤和子宫内膜异位等。
健康科普——核磁共振技术

健康科普——核磁共振技术近些年来,随着医疗技术水平的不断提高,核心共振技术也有所进步。
提到磁共振检查,相信大家都不会感到陌生。
与其他的技术相比较而言,核磁共振技术能够及早发现病变、甄别良恶性质,无电离辐射等优势,被越来越多的人选择。
但是同时其也有一些不足之处,如检查时间长等。
今天就带大家来一起了解一下核磁共振技术吧。
1、什么是核磁共振技术核磁共振技术,即NMR,主要是一种通过基于磁性核子的磁性特性原理成像(核磁共振成像MRI),对人体疾病进行检查的物理分析技术。
现阶段,该技术在生物医学、材料科学、化学等多个领域都有广泛的应用。
2、核磁共振技术有哪些优缺点2.1优点通常情况下,核磁共振技术的优点主要包括以下几点:第一,没有辐射和X射线暴露的危险,且优于X线和CT检查。
因此,多被应用于生殖系统、乳房、孕妇及新生儿的疾病诊断方面;第二,具有良好的分辨力,优于CT检查,可以很好地分辨软组织和骨骼;第三,由于各种参数均可以用来成像,而多个成像参数能够提供更多、更丰富的数据信息,如肝炎、肝硬化、肝癌的T1值不同,如果做T1的加权图像,则可以有效的区别这三种疾病,而且还可以辨别疾病的良、恶性质;第三,可以有效地诊断心脏病变;第四,与CT只能获取人体长轴垂直横断面相比较而言,核磁共振技术可以通过调节磁场来自由的选择剖面。
2.2缺点MRI作为影像诊断,很多病变单凭MRI依旧是无法确诊的,不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断。
通常情况下,核磁共振技术的缺点主要包括以下几点:第一,检查费用相对较高;第二,空间分辨率较差;第三,检查时间相对较久,部分患者无法有效地配合医生检查;第四,噪音较大,可能会在一定程度上影响患者的听力。
3、核磁共振适应症有哪些第一,神经系统病变,如,肿瘤、梗死、出血、变性、先天畸形、感染等等;第二,脊髓脊椎的病变,如,脊椎的肿瘤、萎缩、变性、外伤椎间盘病变等等;第三,心脏大血管的病变,如心脏病、心包积液、心肌病等;第四,胸部病变,如纵隔内的肿物、淋巴结以及胸膜病变等,可以显示肺内团块与较大气管和血管的关系等;第五,腹部器官,如肝癌、肝血管瘤及肝囊肿的诊断与鉴别诊断,腹内肿块的诊断与鉴别诊断,尤其是腹膜后的病变。
核磁共振检查流程

核磁共振检查流程核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一种利用原子核在外加磁场和射频场作用下产生共振吸收信号的物理现象,通过对这些信号的采集和处理,可以获取人体内部组织的高分辨率影像,从而用于临床诊断和疾病监测。
核磁共振检查是一种无创的检查方法,对人体没有任何伤害,因此被广泛应用于医学影像学领域。
下面将介绍核磁共振检查的流程。
1. 预约检查。
患者在进行核磁共振检查之前,首先需要提前预约检查时间。
通常可以通过医院的预约电话或在线平台进行预约,选择适合自己的时间进行检查。
2. 检查前准备。
在前往医院进行核磁共振检查之前,患者需要注意以下几点:避免穿戴金属物品,如首饰、手表、钥匙等,因为金属会对核磁共振设备产生干扰。
了解自己是否有金属植入物或其他对核磁共振检查有影响的情况,如心脏起搏器、人工关节等。
避免进食或饮水,因为检查时需要保持空腹状态。
3. 检查过程。
当患者到达医院进行核磁共振检查时,会被引导到核磁共振检查室,然后进行以下步骤:由医生或技师介绍检查流程,并询问患者有无禁忌症。
患者更换医院提供的检查服装,去除身上的金属物品。
患者躺在核磁共振设备的检查床上,保持身体舒适放松。
核磁共振设备会在检查过程中发出一些噪音,患者需要配合保持静止,不要随意移动。
4. 检查注意事项。
在核磁共振检查过程中,患者需要注意以下几点:保持呼吸平稳,不要过于紧张或焦虑,以免影响检查效果。
遵守医生或技师的指导,配合完成各项检查动作。
如有不适或疑问,及时告知医生或技师。
5. 检查结束。
当核磁共振检查完成后,患者可以根据医生的指示离开检查室。
在离开医院前,可以正常饮食和活动,没有任何限制。
总结。
核磁共振检查是一种非常重要的医学影像学检查方法,可以为医生提供丰富的诊断信息。
在进行核磁共振检查时,患者需要配合医生和技师的工作,保持配合和耐心,以确保检查的准确性和有效性。
同时,患者在检查前也需要做好充分的准备工作,以确保检查的顺利进行。
什么是核磁共振

什么是核磁共振核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一种研究物质内究竟组成什么、构造到底如何的非凡技术。
它以其准确量测出大自然中分子结构的能力,堪称皮尔森心理学和普里姆经济学两大奖项创始人之一,荷兰物理学家拉尔夫·皮尔森(Ralph H. Pieterson)提出的启示。
本文致力于为大家详尽解释核磁共振带来的好处,以及它的应用方式:1、定义和工作原理核磁共振,又称NMR,是一种多用途的分子成像技术。
它通过精确测量分子核的磁性信号来分析构型,可以用来研究分子的构型和位置。
它的基本原理是核磁共振检测器注入到内部的辐射,当辐射扫描分子内部时,结构内的核自旋会沿着辐射方向旋转并发射信号,而这些信号被检测器捕捉并进行分析,以给出物质的分子层面构型信息。
2、核磁共振的优势与劣势(1)优势:(1)可以精确测量分子核的磁性成分;(2)可以用来研究分子的构型和位置;(3)用计算机处理数据,可以得到准确的结构;(4)NMR仪器的设计使其变得越来越易于运作和维护,同时也可以提供比以往更高的精度和更强的信号。
(2)劣势:(1)需要非常低的温度才能实现有效检测;(2)扫描速度较慢,因此不适用于动态研究;(3)由于NMR仪器的高价格,很多学校实验室并不能拥有。
3、核磁共振的应用核磁共振技术可以用于各种领域,包括材料结构研究、药物设计和发现、生物氨基酸测序、蛋白质结构分析、基因组中的分子标记研究以及医学成像研究等。
(1)材料结构研究:核磁共振能够非常精确分析结构和化学组成,可用于研究改性材料、复合材料和结构亚单位的构型细节,以及检测各种对有机分子构型、化学组分和结构空位有影响的应力,从而更好地测量、模拟和理解材料特性。
(2)药物研究:利用NMR技术可以精细描述药物构象类型及其各分子之间在受到特定条件时的变化,从而为药物分子的设计和改造提供重要的准确数据和信息,并有助于开展药物设计理论研究。
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核磁共振核磁共振(NMR )是一种磁共振现象,是原子核在核能级上的共振跃迁。
利用核磁共振可以测定原子核的磁矩,精确地测量磁场,研究物质结构。
1922年斯特恩(Otto Stern 1888—1969)通过实验,用分子束方法证明了原子核磁矩空间量子化,并为进一步测定质子之类的亚原子粒子的磁矩奠定了基础。
此后,拉比(Isidor Isaac Rabi 1898—1988)发展了分子束磁共振方法,可以精密测量核磁矩和光谱的超精细结构。
1946年布洛赫(Felix Bloch 1905—1983)实现了原子核感应,现称核磁共振。
当年年底,塞尔(Edward Mills Purcell 1912—1997)首次报告了在凝聚态物质中观察到的核磁共振现象。
1943年斯特恩因在发展分子束方法上所作的贡献和发现了质子的核磁矩获得诺贝尔物理学奖。
1944年拉比因用共振方法记录了原子核的磁特性获诺贝尔物理学奖。
1952年布洛赫和塞尔因发展了核磁精密测量的新方法及由此所作的发现分享诺贝尔物理学奖。
在稳态核磁共振的基础上,1950年代出现了脉冲核磁共振方法,得到高灵敏度、高分辨率的核磁共振信号。
核磁共振与计算机结合,发展了许多高新技术。
其中包括在医疗诊断中常见的核磁共振三维成象技术。
本实验只研究稳态核磁共振方法。
实验目的1.了解核磁共振的基本原理。
2.利用核磁共振法测定质子和原子的旋磁比γ、朗德因子g 。
H 11F 1993.掌握一种测定磁场强度的方法。
实验原理1.原子核的自旋与磁矩原子核的重要特性,除了电荷与质量外,还有核自旋,即核的本征动量矩。
由原子核的自旋可以求出原子的核磁矩。
如果原子核的质量密度ρm 和电荷密度ρq 处处成正比,一个角动量为P ,的原子核产生的磁矩为P m q g N r v2−=μ (1) 式中q 是原子核电荷,m N 是原子核的质量,g 称为核的朗德因子,是一个因原子核而异的常数,实验测出质子的g =5.585691;中子的g =—3.8262,表示中子的磁矩μ与自旋角动量P 方向相反。
质子(氢核)的自旋角动量为h )1(+=I I p I其中I 为核自旋量子数,I=0,1/2,1,3/2等整数或半整数,为约化普朗克常量。
则 h )1()1(22+=+==I I g I I m q g P m q g N N N μμh (2)其中μN 称为核磁子,它是玻尔磁子的1/1848。
T J m e q N 2710050824.52−×==h μ 引入参量p μγ=称为原子核的旋磁比,不同的原子核有不同的旋磁比。
如果以μN 作为核磁距的计量单位,为角动量的计量单位 h qm q g p 2==μγ (3) 其中m q 为质子的质量。
2.单个核的磁共振 在恒定外磁场中,μ与p 的相对空间取向和相互作用都是量子化的。
设磁场强度B 0的方向为Z 轴方向,μ与p 在外场方向上的投影有h m P Z Z γγμ== (4)m 称为磁量子数,可取I ,I –1,…,–I+1,–I。
一个核能级能分裂成几个子能级,核磁矩的势能为 0000B mg B m B B E N Z μγμμ−=−=−=⋅−=h v v (5) 两相邻能级之间的能量差ΔE 为:00B g B E N μγ==Δh (6)如果在垂直于B 0的方向上加一个频率为 v 的射频电磁波B R 当满足0B E h h γν−=Δ=πγν20B = 或0B γϖ= (7)时将产生核磁共振,原子核从射频场中吸收能量h υ,发生能级跃迁。
跃迁的选择定则是Δm =±1。
对于氢核(质子)I = 1/3,则m = ±1/2)/(575.4222000T MHz B B B ===πγπγν (8) 3.粒子差数与共振信号的观测 核磁共振的样品中有大量相同的原于核,在热平衡时上、下能级的粒子数的关系服从玻尔兹曼分布)exp(12KT E N N Δ−= (9) 由于ΔE<<KTKTE N N Δ−=112 (10) 对于,当磁场强度为IT ,T=300K 时,H 11999993.0,107126=×≈Δ−N N KT E 或612−N 1107−×≈N N ,这说明每百万个粒子中低能级的仅比高能级的多7个,即低能级上每百万个粒子中仅7个参与核磁共振。
所以核磁共振信号是很微弱的。
由式(7)和(10)可知,磁场B 0越强,温度越低,则粒子差数越大,共振信号越强。
另外,磁场B 0在样品范围内要高度均匀。
4.共振吸收信号的饱和问题发生共振从射频场吸收能量后,粒子受激跃迁,上下能级上粒子差数随时间按指数规律减少,在射频场持续作用下,差数趋于零,这时样品不再吸收能量,达到饱和。
而同时,上能级的粒子不断无辐射跃迁到下能级,粒子数目按能级的分布又会自动恢复到原来的平衡态,这个过程称为弛豫过程,这种跃迁是热弛豫跃迁,所经历的时间叫弛豫时间。
磁共振时,受激跃迁和弛豫过程同时存在。
达到动平衡时,上下能级的粒子差数n S 为01021n Z T n n S =+=ρ (11) 其中,ρ为受激跃迁几率,T 1为由上向下和由下向上热弛豫跃迁几率平均值的1/2,Z 称为饱和因子。
210N N n −=当ρT 1<<1时,Z ≈1,n S ≈n 0完全无饱和现象。
当ρT 1>>1时,Z ≈0,n S ≈0完全饱和。
这时将看不到共振吸收现象。
因此,为了获得较强的吸收信号,希望ρ和T 1小些。
而ρ正比于射频场B R 2,所以外加射频场应尽量弱些。
图(1)核磁共振实验装置原理框图实验装置稳态法核磁共振实验要利用示波器观察共振吸收信号,实现方法有两种:(1)调频法,固定稳恒磁场B 0,改变射场B R 的频率;(2)调场法,固定变射场B R 的频率,改变稳恒磁场B 0的大小。
由于射频场的ω或稳恒磁场B 0的不断变化,在满足共振条件00B γϖϖ==的点上,示波器将显示吸收信号。
本实验采用调场法。
用一个低频交变磁场迭加在稳恒磁场上,射频场的ω可以手动调整,以便选择不同的ω。
实验装置如图(1)所示。
它是由产生稳恒磁场B 的电磁铁及其电源、探头及边限振荡器、频率计、示波器等组成。
1.稳恒磁场采用电磁铁。
对稳恒磁场要求稳定性好,在样品所在范围内高度均匀。
B 可以达到0.35T 。
本实验中稳恒磁场线圈(直流绕组)由稳流电源供电,仔细调整样品位置,可在磁极中心区域找到磁场高度均匀的部分。
2.调制磁场把主磁场B D 调到共振所需磁场强度B 0附近时,通过套在磁极上的两个调制线圈(交流绕组),通以50Hz 交流电,产生相对稳恒磁场较弱的调制磁场B A 叠加在稳恒场上,磁场以50Hz 周期性变化。
当B 0 =B D +B A 时,满足00B γϖϖ==,样品共振一次,在示波器上显示一个吸收峰,如图(2)所示。
由于用50Hz 的交流电信号扫描,通过共振区所用时间并不比弛豫时间大很多,所以共振信号会有尾波。
3.NMR 探头及其电路探头和边限振荡器,是实验的核心部分,它不仅提供一个满足共振条件的射频磁场,而且还用来接收、放大共振信号使之便于观察。
边限振荡器是一个LC 振荡器。
实验中将边限振荡器调整到起振的边缘,使射频场较弱。
电路中的L 是插有样品的射频线圈。
C 是可调电容,通过调整C 改变边限振荡器的频率。
当样品吸收的能量不同(亦即射频线圈Q 值变化)时,振荡器的振幅将有较大的变化。
当共振时,样品吸收射频场的能量,使LC 的Q 值下降,导致振荡变弱振幅下降。
再经检波、放大,就可把反映振荡器振幅大小变化的共振吸收信号用示波器显示出来。
4.移相电路示波器X 轴除了使用锯齿波(时间信号)外,也可以使用调场信号。
将调场信号经移相电路接到X 轴,调整移相电路改变X 轴输入的调场电压与调制磁场间的相位,使显示的两个共振峰的相对位置变化,以便观察。
请同学们分析示波器X 轴接调场信号时的显示情况。
另外,射频频率用频率计测量,NMR 吸收信号用示波器观察、检测。
实验步骤0B B D ≠,右图0B B D =图(2)扫场与吸收峰的关系,左图本实验用比较法测量的旋磁比。
首先用核样品标定磁场,核的旋磁比作为已知量(γ=267.5MHz T -1),再测量核样品。
具体步骤如下。
F 199H 11H 11F 1991.用核样品(水样品)对磁场标定H 11(1)接好仪器电路连线,将样品安装到电磁铁上,打开核磁共振仪、示波器和频率计电源开关。
H 11(2)将“扫场”(稳恒磁场B 上迭加的扫描磁场)调到最大,仔细调整“频率调节”(边限振荡器的射频场频率)和“边振调节”, 并调整“磁场” (稳恒磁场B ),使励磁电流在1.5——2A 之间,射频场频率在15MHz 左右,调出共振信号(吸收峰)。
调整样品在磁场中的位置,使吸收峰最强。
调整“相位”使两个吸收峰靠近。
注意,只有峰位随频率或磁场的改变而沿示波器x 方向移动,才是吸收峰;每个扫场周期会出现两个吸收峰,当两峰位于显示波形对称位置时,磁场B=B 0。
(3)在14.5——16.5MHz 内,测量10个共振点,记录频率和励磁电流,测点要均匀分布。
注意找准测点,峰位在显示屏正中时为测点。
2.测定的γ和g 因子F 199方法同上。
将水样品换成F 样品,换样品时必须关机。
在14——16MHz 内记录8个测点。
数据处理1.由样品对磁场标定,的γ=267.5(MHz T -1),由各测点的f 值求出各B 0 n 。
H 11H 112.将B 0 n 和I n (各励磁电流)列表,作B —I 曲线。
3.计算的γ、g 。
用各测点的励磁电流由B —I 曲线定出的各B 0,求出各次测量的γ值,计算g N μI 。
F 199F 199 注意事项1.更换样品时要关机,安装要小心,防止样品损坏。
2.励磁电流不要超过2A ,以免仪器过热。
3.仔细确定吸收峰,不要把伪峰当成吸收峰。
回答问题1.简述核磁共振的原理并回答什么是调场法和调频法?2.NMR 实验中共用了几种磁场?各起什么作用?3.从理论上说明在调整共振信号时,一定要达到等间距才行(见图(2))。