核磁共振法测量磁场实验原理及讨论
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。
物理实验技术中的磁共振探测原理与实验方法解析
物理实验技术中的磁共振探测原理与实验方法解析当谈到物理实验技术的前沿领域时，磁共振探测技术无疑是其中一项具有重要影响力的科技手段。
磁共振探测技术是一种基于核磁共振现象的分析手段，通过使用强磁场和射频脉冲来激发样品中核自旋的共振吸收，进而获得具有高分辨率的样品信息。
本文将解析磁共振探测技术的原理与实验方法，让我们一同进入这个神奇的领域。
磁共振探测技术的理论基础是量子力学中的核磁共振现象。
核磁共振是指处于外磁场中的原子核在一定条件下吸收特定频率的射频信号的现象。
这是因为核自旋在外磁场作用下会出现能级分裂，当射频信号频率与能级差值匹配时，原子核会吸收射频信号能量并发生磁共振吸收。
这种现象可以用来研究物质的结构、性质及其与周围环境的相互作用。
在实际的磁共振探测实验中，常用的实验装置是核磁共振仪。
核磁共振仪主要由磁体、射频系统、梯度线圈、探头和计算机系统等部分组成。
其中磁体提供一个强大的外磁场，使样品中的核自旋能级发生分裂；射频系统则用于产生恰当的射频信号以激发核磁共振吸收；梯度线圈则用于磁场的空间编码，从而获得样品中不同位置的信息；探头则用于将样品放置在合适的位置并接收核磁共振信号；计算机系统则用来处理和分析实验数据。
磁共振探测技术在许多不同领域中都有广泛应用。
例如，在医学领域中，核磁共振成像技术经常用于检测人体内部的结构和功能，如脑部、肌肉和骨骼等。
此外，核磁共振也可以用于研究材料科学中的结构和动力学性质，如高分子材料和纳米材料等。
在化学领域中，核磁共振技术也被广泛应用于化合物的结构鉴定和动力学研究等。
磁共振探测技术的实验方法包括信号激发和信号检测两个主要步骤。
在信号激发过程中，首先需要建立一个高强度的磁场，通常通过使用超导磁体来实现；然后，通过射频系统产生特定频率的射频信号，在样品中的核自旋能级之间产生磁共振跃迁。
在信号检测过程中，探头接收到由样品中的核磁共振吸收产生的弱信号，并将其转化为电信号进行放大和过滤后输入计算机系统进行进一步处理和分析。
核磁实验报告
核磁共振分析测试技术实验报告实验名称：核磁共振姓名：学号：专业：实验日期：2017.10.10 指导老师：成绩：一、实验目的：1、掌握核磁共振的一般原理；2、了解核磁仪器的使用方法；3、掌握核磁氢谱碳谱谱图的解析方法。
二、实验原理原子核除具有电荷和质量外，约有半数以上的元素的原子核还能自旋。
由于原子核是带正电荷的粒子，它自旋就会产生一个小磁场。
具有自旋的原子核处于一个均匀的固定磁场中，它们就会发生相互作用，结果会使原子核的自旋轴沿磁场中的环形轨道运动，这种运动称为进动。
自旋核的进动频率ω0与外加磁场强度H0成正比，即ω0=γH0，式中γ为旋磁比，是一个以不同原子核为特征的常数，即不同的原子核各有其固有的旋比γ，这就是利用核磁共振波谱仪进行定性分析的依据。
从上式可以看出，如果自旋核处于一个磁场强度H0的固定磁场中，设法测出其进动频率ω0，就可以求出旋磁比γ，从而达到定性分析的目的。
同时，还可以保持ω0不变，测量H0，求出γ，实现定性分析。
图1 核磁共振波谱仪原理图核磁共振波谱仪就是在这一基础上，利用核磁共振的原理进行测量的核磁共振广泛用于化合物的结构测定，定量分析和动物学研究等方面。
它与紫外、红外、质谱和元素分析等技术配合，是研究测定有机和无机化合物的重要工具。
如果有一束频率为ω的电磁辐射照射自旋核,当ω=ω0时，则自旋核将吸收其辐射能而产生共振，即所谓核磁共振。
吸收能量的大小取决于核的多少。
这一事实，除为测量γ提供途径外，也为定量分析提供了根据。
具体的实现方法是：在固定磁场H0上附加一个可变的磁场。
两者叠加的结果使有效磁场在一定范围内变化，即H0在一定范围内可变。
另置一能量和频率稳定的射频源，它的电磁辐射照射在处于磁场中的样品上，并用射频接收器测量经样品吸收后的射频辐射能。
在样品无吸收时，则接收的能量为一定值；如果有吸收，就会给出一个能量吸收信号。
但吸收的条件必须是射频的频率ω=ω0。
射频的频率是固定的，要使具有不同γ值的不同原子核都能吸收辐射能，就只有改变H0，使不同的自旋核在相应的某一特定的H0时具有相同的并与射频频率相等的进动频率，即ω=ω0。
磁场测量实验报告
磁场测量实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是掌握磁场测量的基本原理和方法，学会使用相关仪器测量磁场的强度和分布，并对测量结果进行分析和处理，从而加深对磁场概念的理解。
二、实验原理1、霍尔效应当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象称为霍尔效应。
霍尔电压与电流、磁场强度以及导体的厚度等因素有关。
通过测量霍尔电压，可以计算出磁场的强度。
2、磁通计法磁通计是测量磁通的一种磁测量仪器。
通过将测量线圈与磁通计连接，当线圈内的磁通发生变化时，磁通计会显示出相应的磁通变化量。
根据线圈的参数和测量结果，可以计算出磁场的强度。
三、实验仪器1、霍尔效应实验仪包括霍尔元件、恒流源、电压表等。
2、磁通计用于测量磁通的变化。
3、亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的装置。
4、电源提供稳定的电流和电压。
5、导线若干四、实验步骤1、霍尔效应法测量磁场将霍尔元件安装在实验仪上，连接好恒流源和电压表。
调节恒流源，使通过霍尔元件的电流保持恒定。
将霍尔元件放入亥姆霍兹线圈中，改变线圈中的电流，测量不同电流下的霍尔电压。
2、磁通计法测量磁场用漆包线绕制一个测量线圈，并连接到磁通计上。
将测量线圈放入待测磁场区域，迅速移动或改变磁场，记录磁通计的读数。
五、实验数据记录与处理1、霍尔效应法记录不同线圈电流下的霍尔电压值，如下表所示：｜线圈电流（A）｜霍尔电压（mV）｜｜｜｜｜ 05 ｜ 102 ｜｜ 10 ｜ 205 ｜｜ 15 ｜ 308 ｜｜ 20 ｜ 412 ｜根据霍尔电压与磁场强度的关系，计算出对应的磁场强度。
2、磁通计法记录磁通计的读数变化，计算出磁通的变化量。
六、实验结果分析1、霍尔效应法通过绘制线圈电流与霍尔电压的关系曲线，可以发现两者呈现线性关系，符合霍尔效应的原理。
计算得到的磁场强度值与理论值进行比较，分析误差产生的原因。
可能的误差来源包括仪器精度、测量环境的干扰等。
2、磁通计法分析磁通计测量结果的准确性和可靠性。
论述核磁共振的物理原理
论述核磁共振的物理原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种利用核自旋和外加磁场之间相互作用进行测量的物理技术。
其原理基于在外部磁场下，原子核会呈现一种特定的能级结构，且其能级之间可以通过吸收或发射电磁辐射的方式进行转变。
核磁共振的物理原理可以通过以下几个步骤进行阐述：1. 核自旋：原子核由质子和中子组成，而质子和中子都是由所谓的自旋组成的。
自旋是一个量子力学的性质，并具有一个量子数，通常用I表示。
例如，质子具有自旋量子数I=1/2。
2. 磁性：由于核自旋的存在，核具有磁性。
根据量子力学的性质，核自旋可以平行或反平行于外部磁场方向，分别对应于两个能级。
3. 能级结构：核在外部磁场下，会呈现一种能级结构。
根据磁场的作用，核的能量将分裂成多个不同的能级。
4. 共振吸收：当核受到外加射频电磁波的激励时，能级之间会发生转变。
根据量子力学的选择定则，只有能级的能量差等于激励能量的射频波的能量时，才会发生共振吸收。
这种共振吸收可以通过检测吸收的射频信号来进行测量。
5. 相干态：通过适当的脉冲序列，可以使一部分核自旋同时进入与外加磁场方向一致或反向的能级，从而形成相干态。
相干态的存在可以增强信号强度，提高测量的灵敏度。
6. 测量：核磁共振的测量通常通过检测共振吸收的射频信号来进行。
射频信号的强度和频率可以提供关于样品中原子核类型和数量的信息。
总之，核磁共振的物理原理基本上可以归结为核自旋和外加磁场之间的相互作用，利用核能级的变化和共振吸收的现象来获取核的信息。
这使得核磁共振成为一种非常有价值的分析技术，在化学、生命科学、医学等领域得到广泛应用。
核磁共振实验原理
核磁共振实验原理
核磁共振实验原理
核磁共振实验是一种利用原子核在外加磁场作用下发生的共振吸收现
象进行分析的方法。
核磁共振是一种原子核自旋和外磁场相互作用的
量子效应。
其原理是当核自旋和外磁场方向相同或反向时，能量最低，而在不同方向时能量较高，核磁共振实验通过外加强磁场和射频场控
制核自旋变化，从而得到样品的结构和信息。
核磁共振实验的基础是常见的原子核自旋运动。
原子核的自旋量子数
是1/2或其倍数，自旋运动时产生了磁矩，这种磁矩可通过磁学方法
获得，将原子核自旋置于外磁场中，将会出现两种能量水平，称之为
能量态。
当外磁场较强时，处于更高能级的自旋状态将转移到低能级，从而产生能量差异。
核磁共振实验所用的样品通常是含有有机分子和核磁共振活性元素的
分子物质，如氢、碳、氮和氟等。
样品放置在核磁共振谱仪的磁场中，该磁场通常是用超导磁体制成的，其磁场强度可达到几十万高斯。
在
外加强磁场作用下，样品中核自旋将处于两种能量状态之一。
此时，
通过加入恒定强度和频率的射频场，将可使处于低能态的核子升至高
能态，从而使其处于不稳定态，核磁共振发生。
当外来射频场的频率
等于核磁共振频率时，将发生共振吸收，样品将吸收一些能量使处于高能态的核子降至低能态，生成核磁共振信号，该信号将表示样品的结构和化学成分。
总结一下，核磁共振实验是一种高精度分析化学技术。
通过引入恒定的外磁场和辐射场，对样品进行非破坏性分析。
核磁共振实验可以与其他分析方法相结合，如质谱分析和色谱分析等，对样品进行全面分析，用来解决分子结构、功能和化学反应过程研究中的分析问题。
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和科学技术，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
本实验旨在通过核磁共振技术，了解其基本原理、仪器构成和应用。
一、核磁共振的基本原理核磁共振是基于原子核的磁性性质而产生的一种现象。
原子核具有自旋，即角动量，当处于外磁场中时，原子核会产生磁矩，并与外磁场相互作用。
这种相互作用会导致原子核发生能级分裂，产生能级差，从而形成共振吸收。
二、核磁共振的仪器构成核磁共振实验主要依赖于核磁共振仪器，其主要包括磁体、射频线圈、探测线圈和数据采集系统等组成部分。
1. 磁体磁体是核磁共振仪器的核心部分，用于产生稳定的外磁场。
常见的磁体有永磁体和超导磁体。
永磁体可以产生较弱的磁场，适用于一些小型实验室；而超导磁体可以产生较强的磁场，适用于大型实验室和医学影像设备。
2. 射频线圈射频线圈是用于产生射频场的设备，用于激发样品中的原子核共振吸收。
射频线圈的设计和制造对于实验结果的准确性和稳定性起着重要作用。
3. 探测线圈探测线圈用于接收样品中的核磁共振信号，并将其转化为电信号。
探测线圈的设计和性能直接影响到实验的信噪比和分辨率。
4. 数据采集系统数据采集系统用于记录、处理和分析核磁共振信号。
现代核磁共振仪器通常配备了先进的数据采集系统，可以实现高速、高分辨率的数据采集和处理。
三、核磁共振的应用核磁共振技术在化学、生物、医学等领域有着广泛的应用。
1. 化学领域核磁共振技术可以用于分析和鉴定化合物的结构。
通过测量样品中的核磁共振信号，可以推断出化合物的分子结构、官能团等信息。
这对于化学合成、药物研发等具有重要意义。
2. 生物领域核磁共振技术在生物领域中被广泛应用于蛋白质结构研究、代谢组学等方面。
通过核磁共振技术，可以揭示生物大分子的结构和功能，有助于理解生物体内的生物过程。
3. 医学领域核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是医学影像学中常用的一种无创检查方法。
物理实验技术中的核磁共振测量方法
物理实验技术中的核磁共振测量方法引言：核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）作为一种重要的物理实验技术，被广泛应用于生物医学、材料科学等领域。
本文将探讨核磁共振的基本原理以及其在实验技术中的测量方法。
一、核磁共振的基本原理核磁共振是通过对原子核在外加磁场下的共振响应进行测量来获得相关信息的一种技术。
其基本原理是利用核介质中的原子核对外磁场的响应，从而揭示样品结构、组成和动力学等信息。
在核磁共振实验中，首先需要在实验装置中产生一个恒定的静态磁场（B_0）。
这个磁场会引起样品中的核自旋矩的取向，使其在磁场中发生共振现象。
然后，通过外加一弱的射频磁场（B_1）来激发核自旋的共振吸收。
当外加的射频磁场频率与核自旋的共振频率匹配时，核自旋会吸收能量并发生翻转。
通过测量吸收能量大小和其变化，可以确定样品中核自旋的数量、排列和化学环境等信息。
二、核磁共振实验的基本步骤为了进行核磁共振实验，研究人员需要依次进行以下几个步骤：1. 样品制备在进行核磁共振实验之前，需要制备一定质量和纯度的样品。
通常使用溶液样品或固体样品来进行核磁共振实验。
对于溶液样品，可以将待测物质溶解在溶剂中，而对于固体样品，可以通过合成、晶体生长等方法获得。
2. 样品选择和调整在制备好样品之后，需要选择合适的样品放入核磁共振仪中。
选择样品时，需要考虑样品的尺寸、形状以及核自旋的丰度等因素。
此外，还需要调整样品的位置和角度，以使其与外加磁场垂直。
这是为了保证核自旋的磁矩与外加磁场方向一致，才能发生共振吸收。
3. 参数设置和调整在进行核磁共振实验之前，需要设置一些实验参数，如磁场强度、射频场强度和频率等。
这些参数的选择和调整需要根据样品的性质和实验目的进行。
一般情况下，磁场强度越高，分辨率越高，但也会增加实验成本和技术难度。
4. 实验测量和数据处理在核磁共振实验过程中，需要使用专用的核磁共振仪进行实验测量。
通过测量样品的共振吸收谱图，可以获得样品的核自旋信号和相关信息。
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核磁共振法测量磁场实验原理及讨论
摘要用经典描述,讨论利用核磁共振效应测量磁感应强度的原理。
通过试验完成测量,并讨论影响测量的因素。
最后列举核磁共振法测量磁场的特点及应用。
关键词核磁共振;经典描述;实验精度
1实验背景
磁矩不为零的原子核,在外常常作用下自旋能级发生塞曼分裂,在交变磁场作用下,自旋核吸收特定频率的电磁波,从较低能级跃迁到较高能级。
核磁共振(NMR)是自旋不为零的原子核的核磁矩在静磁场中被磁化后与特定频率的射频场产生的。
1938年,拉比首先用分子束核磁共振法研究并精确地测量了原子核的磁矩。
1946年,两位美国科学家珀塞尔和布洛赫发现,固体、液体中也能观察到核磁共振吸收现象。
核磁共振方法与技术作为分析物质的手段,由于其可深入物质内部而不破坏样品,并具有迅速、准确、分辨率高等优点,已被广泛用于物理、化学、生物学、医药学与地学等科学领域,目前正向多功能、综合性、高性能、多维化和专业化的方向发展。
因此核磁共振已成为高校理工科近代物理实验的重要题目。
核磁共振现象发现六十多年以来,已经有十多位科学家在NMR或与NMR 有关的研究领域内获得诺贝尔奖。
2实验基本原理
描述核磁共振现象的方法主要有经典描述和量子描述。
在本试验中,经典描述已经足以对现象和结果做出描述和解释。
核磁共振的经典描述
磁矩在沿方向Z的恒磁场中运动时,与Z轴的夹角θ不变,以ωL的角速度绕着Z轴旋转,这被称为拉莫尔进动。
其中ωL=γB被称为拉莫尔角频率,γ为旋磁比,是磁矩与角动量之比:。
1946年,布洛赫为了描述核磁共振,引入了一个经典方程:
,
其中,为磁化强度,是沿方向的恒磁场,是一个横方向的射频场,用以激发核磁共振。
上式又被称为布洛赫方程。
磁矩在磁场中的能量:。
可见磁矩在外磁场中的能量与磁矩和外磁场的夹角θ有关。
没有横向射频场时,磁矩作拉莫尔进动保持θ不变,即能量不变。
场可以与磁矩交换能量,从而改变θ角,使磁矩发生章动。
射频场是个角频率为ω的交变场,可以讲它堪称旋转方向与拉莫尔进动一致的旋转磁场,其相对于拉莫尔进动的角速度Δω=ω-ωL。
利用旋转系与静止系中矢量时间导数的关系,对于磁化强度有:
带入布洛赫方程,整理后有:
其中是旋转参考系中的有效磁场。
在转动系中,将绕做拉莫尔进动,这在静止系看来就是章动。
在Δω≠0时章动的范围不能达到-Z方向,而共振时Δω=0,在整个±Z范围内章动,能量得到充分交换。
实际中由裸原子核组成的样品是不存在的,自旋系与周围的环境必有一定的能量交换,从而使已经激发了的自旋能量耗散掉,即所谓的弛豫过程。
撤去射频场后,Mz分量趋于最大值M0而M⊥趋于0,这两个恢复平衡的过程快慢是不一样的。
布洛赫在他的方程中唯象地引进两个弛豫时间T1和T2,于是布洛赫方程修改成:
得到关闭射频场后的解:
描述着纵横两方向的不同弛豫过程。
T1和T2分别被称为横向弛豫时间和纵向弛豫时间。
3核磁共振法测量磁场
依据核磁共振的基本原理,在射频场频率与拉莫尔角频率相同时,即ω=ωL时,将发生核磁共振。
图1实验装置
使用图1中的装置,其中磁铁提供恒磁场,震荡线圈提供射频场。
可以在示波器上观察到一系的吸收峰。
实验中加入的射频场为与恒磁场BZ同方向的低幅低频交变磁场BS=cosωt,则纵向的总磁场B=B0+B’cosωt。
由共振条件可知,当ω=ωL=γB时发生共振。
由数字频率计测出此时射频场的频率,可以测出磁场的磁感应强度:。
总磁场在(B0-B’)到(B0+B’)的范围内按图2的正弦曲线随时间变化,只有落在这个范围内才能发生共振,为了容易找到共振信号,要加大BS,使可能发生共振的磁场变化范围增大;另一方面要调节射频场的频率,使落在这个范围,一旦落在这个范围,在磁场变化的某些时刻的总磁场,在这些时刻就能观察到共振信号,如图2
所示;共振发生在数值为的水平虚线与代表总磁场变化的正弦曲线交点对应的时刻。
水的共振信号将出现尾波振荡,而且磁场越均匀尾波中的振荡次数越多。
因此一旦观察到共振信号以后,应进一步仔细调节样品在磁场中的位置,并同时继续微调射频磁场的频率,使尾波中振荡的次数最多,此时探头便处在磁铁中磁场最均匀的位置。
由图2可知,只要落在(B0-B’)到(B0+B’)范围内就能观察到共振信号,但这时未必正好等于B0,从图上可以看出≠B0:当时,各个共振信号发生的时间间隔并不相等,共振信号在示波器上的排列不均匀,只有当≠B0时,它们才均匀排列,这时共振发生在交变磁场过零时刻,而且从示波器的时间标尺可测出它们的时间间隔为。
当然,当=(B0-B’)或=(B0+B’)时,在示波器上也能观察到匀排的共振信号,但它们的时间间隔不是,而是,因此,只有当共振信号均匀排列而且间隔为时才有=B0,这时频率计的读数才是与B0对应的质子的共振频率。
图2核磁共振时磁感应强度与吸收信号的关系
4影响实验的因素
1)弛豫时间的影响。
弛豫过程是由于物质间相互作用产生的,发生核磁共振的前提是核自旋体系磁能级间自旋粒子数差不为零,而核磁共振本身是以粒子数差n按指数规律下降为代价的,由于共振吸引,系统处于非平衡态,系统由非平衡态过渡到平衡态的过程叫弛豫过程,弛豫是与射频场诱导跃迁相反的机制,当两者的作用处于动态平衡时,可观察到稳定的共振信号。
由前文给出的考虑弛豫过程的布洛赫方程的解可以看出,弛豫过程涉及磁化强度的纵向和横向分量,可分为纵向弛豫和横向弛豫。
横向弛豫源于自旋——自旋之间的相互作用,横向弛豫时间T1表征了由于非平衡态进动相位相关产生的不为零的磁化强度横向分量恢复到平衡态时相位无关的特征时间常数。
纵向弛豫起因于自旋——晶格之间的相互作用,纵向弛豫时间T2是反映自旋系统粒子数差从非平衡态恢复到平衡态的特征时间常数,T2越短表明自旋——格相互作用越强。
弛豫时间是描述原子核与周围介质以及原子核之间相互作用的重要参数。
在实验中,由于所加射频与恒磁场方向一致,均为纵向场,因此只用考虑纵向弛豫时间T2的影响。
共振信号的强弱取决于系统热驰豫过程的时间。
如果热驰豫过程时间较长,可能导致样品达到饱和,从而受激跃迁时,上、下能级的粒子差数很小,将难以观察到核磁共振信号。
因此射频场振幅需要在一定范围内,以便引起受激跃迁而避免饱和现象。
表1给出了部分样品的纵向弛豫时间以及最佳射频场振幅。
2)射频场振幅B’的影响。
作为定量测量,我们除了要求出待测量的数值外,还关心如何减小测量误差并力图对误差的大小做出定量估计从而确定测量结果的有效数字。
从图2可以看出,一旦观察到共振信号,B0的误差不会超过扫场的幅度B’,因此,为了减小估计误差,在找到共振信号之后应在能观察到核磁共振现象的范围内逐渐减小扫场的幅度B’,并相应地调节射频场的频率使共振信号保持间隔
为的均匀排列,在能观察到和分辨出共振信号的前提下,力图把B’减小到最小程度,记下B’达到最小而且共振信号保持间隔为均匀排列时的频率v=,利用样品的旋磁比和共振条件求出磁场中待测区域的B0值。
3)恒磁场的影响。
核磁共振吸收信号与磁场成正比,外磁场越强粒子差数越大,越有利于观察核磁共振信号。
同时,恒磁场的均匀性也对实验有影响。
恒磁场在空间和时间上的不均匀,会对共振频率的寻找带来一定的困难,并对实验精度产生影响。
4)其他条件的影响。
此外,样品体积、环境温度等因素也会对实验造成一定的影响。
5特点及应用
由于频率及样品的旋磁比的测量精度很高,核磁共振法测量磁场的精度可达10-5~10-6,它可以用来校准其他磁场的测量方法。
利用该实验装置,测出纵向恒磁场B0后,可以利用共振条件,测量其他元素的旋磁比;同时也可以利用在射频场B’不变的情况下,测量空间中不同位置的B0值,从而估计实际使用的恒磁场的不均匀性。
核磁共振方法与技术作为分析物质的手段,由于其可深入物质内部而不破坏样品,并具有迅速、准确、分辨率高等优点,在现实中,基于核磁共振技术的核磁共振检测仪,核磁共振波谱仪,核磁共振成像等在医学诊断、石油勘探、化学工程技术中有着广泛的应用。
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