核磁共振及其应用
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。
核磁共振技术及其应用进展
核磁共振技术及其应用进展一、概述核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）技术是一种基于原子核自旋磁矩与外加磁场相互作用原理的物理技术，广泛应用于化学、物理、生物、医学等多个领域。
自20世纪40年代该技术被发现以来，经过数十年的发展，核磁共振技术已经从最初的基础研究拓展到了众多实际应用中，成为了现代科学研究和工业生产中不可或缺的重要工具。
核磁共振技术的基本原理是，具有自旋磁矩的原子核在外加恒定磁场的作用下，会发生能级分裂，当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同时，原子核就会吸收射频场能量而发生磁共振现象。
通过检测和分析这种磁共振现象，可以获取原子核种类、数量、位置、运动状态等信息，进而实现对物质结构和性质的深入研究。
随着科学技术的不断进步，核磁共振技术在硬件设备、数据处理方法等方面都得到了极大的提升，使其在应用方面取得了显著的进展。
目前，核磁共振技术已广泛应用于化学分子结构解析、生物医学成像、材料科学研究等领域，并且在石油勘探、食品工业、环境监测等领域也展现出了广阔的应用前景。
本文旨在综述核磁共振技术的基本原理、发展历程以及在各个领域的应用进展，旨在为读者提供一个全面而深入的核磁共振技术及其应用的认识，同时也期望能够推动核磁共振技术的进一步发展与应用。
1. 核磁共振技术的定义与基本原理核磁共振（NMR, Nuclear Magnetic Resonance）技术是一种基于原子核磁矩与外加磁场相互作用的物理现象的分析技术。
其基本原理是，当具有磁矩的原子核被置于一个强大的恒定磁场中时，原子核的磁矩将沿着磁场方向进行排列。
此时，如果向原子核施加一个与恒定磁场方向垂直的射频场，当射频场的频率与原子核的拉莫尔进动频率一致时，原子核就会吸收射频场的能量，发生能级跃迁，这种现象就称为核磁共振。
核磁共振技术的应用广泛，涵盖了化学、物理、医学、生物、材料科学等多个领域。
在医学领域，核磁共振成像（MRI）已经成为一种非常重要的医学影像技术，其无创、无辐射、高分辨率的特性使得它在临床诊断中具有不可替代的地位。
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。
核磁共振成像技术的原理与应用
核磁共振成像技术的原理与应用在现代医学领域，核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，简称 MRI）技术无疑是一项具有重要意义的诊断工具。
它能够为医生提供人体内部结构的详细图像，帮助诊断和治疗各种疾病。
那么，核磁共振成像技术到底是如何工作的？它又有哪些广泛的应用呢？要理解核磁共振成像技术的原理，我们首先需要了解一些基本的物理学知识。
核磁共振成像基于核磁共振现象，这一现象涉及到原子核在磁场中的行为。
我们知道，原子核由质子和中子组成。
其中，许多原子核具有自旋的特性，就像一个旋转的带电球体。
当这些原子核处于一个外加磁场中时，它们的自旋轴会像指南针在地球磁场中一样，倾向于与外加磁场的方向对齐。
然而，由于原子核的自旋量子化，它们只能以特定的角度与磁场方向对齐，形成不同的能级。
如果我们再向这个系统中施加一个特定频率的射频脉冲，这个频率与原子核在磁场中的进动频率相匹配时，原子核就会吸收能量，从低能级跃迁到高能级，这种现象被称为核磁共振。
当射频脉冲停止后，原子核会逐渐释放所吸收的能量，并回到原来的低能级状态。
在这个过程中，它们会发射出一个射频信号，这个信号的强度和衰减时间等特性与原子核周围的环境有关。
在人体中，氢原子是核磁共振成像中最常用的原子核，因为它们在人体组织中的含量丰富，主要存在于水分子和脂肪分子中。
不同的组织中氢原子的密度和周围环境不同，这就导致它们在核磁共振过程中产生的信号有所差异。
通过对这些信号的检测、处理和分析，我们就可以构建出人体内部的图像。
在核磁共振成像设备中，有一个强大的磁体产生均匀的磁场，还有一系列的射频线圈用于发射和接收射频信号，以及复杂的计算机系统用于处理和重建图像。
在实际的成像过程中，为了获得不同方向和层面的图像，通常会使用梯度磁场。
梯度磁场可以在空间上改变磁场的强度，从而使得不同位置的原子核具有不同的共振频率。
通过改变梯度磁场的方向和强度，并依次采集和处理信号，就可以获得三维的图像信息。
核磁共振波谱法在现实中的应用
核磁共振波谱法在现实中的应用核磁共振（NMR）波谱法是一种强大的分析工具，广泛应用于各个科学领域。
以下是一些现实应用中的例子：1.化学结构分析核磁共振波谱法在化学结构分析中发挥着重要作用。
它可以提供关于分子中氢、碳、磷、硫等元素的详细信息。
通过分析化学位移、耦合常数和积分曲线等参数，可以推断出化合物的类型、结构以及取代基的位置和类型。
这对于化合物的鉴定和质量控制具有重要意义。
2.能源研究在能源领域，核磁共振波谱法被广泛应用于石油、天然气和煤炭等化石燃料的勘探和开发。
它可以帮助研究人员了解地下岩层中有机质的类型和含量，预测石油和天然气的形成潜力。
此外，核磁共振波谱法还可以用于研究太阳能电池、燃料电池等新能源的效率和性能。
3.环境科学核磁共振波谱法在环境科学领域的应用日益增多。
它可用于研究土壤、沉积物和水体中有机污染物的种类和分布。
通过核磁共振波谱法，可以获取污染物的三维结构信息，从而了解其对环境和生态的影响。
此外，核磁共振波谱法还可用于研究气候变化和环境修复等问题。
4.生物学和医学核磁共振波谱法在生物学和医学领域的应用也十分广泛。
例如，在神经科学中，核磁共振波谱法可用于研究大脑中的化学物质代谢过程。
在医学诊断中，核磁共振成像（MRI）已成为一种重要的非侵入性诊断工具，可以提供高分辨率的图像，帮助医生准确诊断病情。
此外，核磁共振波谱法还可用于药物开发和疾病治疗等方面的研究。
5.材料科学在材料科学领域，核磁共振波谱法可用于研究聚合物的结构和性能。
通过分析聚合物的化学位移和耦合常数，可以了解其分子链结构和化学键的稳定性。
此外，核磁共振波谱法还可用于研究金属合金、陶瓷等材料的结构和性能。
这些信息对于材料设计和优化具有重要意义。
6.农业和食品科学在农业和食品科学领域，核磁共振波谱法被广泛应用于作物病虫害诊断、土壤养分状况监测以及食品品质和安全性的检测。
通过核磁共振波谱法，可以了解作物的生长状况、病虫害的类型和程度，以及食品中的营养成分和有害物质含量。
核磁共振及其应用研究综述
核磁共振及其应用研究综述核磁共振（NMR）是一种非常重要的物理现象和技术，通过对物质中原子核所发生的各种共振现象的观察、分析、解释、应用等方面的研究，已经成为一种非常有价值的科学工具和方法。
在本文中，我们将对核磁共振及其应用研究做一个综述。
一、核磁共振的基本原理核磁共振最早产生于20世纪50年代，是由美国物理学家芬兰姆和普尔哈弗提出的，它是一种可以探测原子核的方法。
核磁共振基于原子核在磁场中具有的旋磁性，当原子核在外加磁场中产生相应共振频率的射频信号时，就可以产生核磁共振现象。
具体来说，核磁共振的基本原理就是原子核在强磁场下，会与此磁场相互作用，形成了两个不同能级，当外加射频场的频率等于这两个能级之间的能量差时，原子核就会发生共振吸收的现象。
根据不同的应用场合与所研究的样品性质，可以采用多种不同的核磁共振技术。
二、核磁共振的应用核磁共振广泛应用于物理、化学、生物、医学、材料科学等领域。
在物理学中，核磁共振被广泛用于研究材料的磁性、电性和结构;在化学领域中，核磁共振则被用来研究分子的化学成分、结构等性质;在生物医学领域中，核磁共振则被应用于研究组织、器官、细胞以及分子结构等方面。
1. 核磁共振成像（MRI）MRI是一种常用的医学成像技术，可对人体进行无创检查。
它利用核磁共振的原理，通过磁共振图像显示人体内部的结构，是一种重要的临床手段，广泛应用于医学领域。
MRI成像可以显示人体内部器官、组织和血管等结构，探测异常体征，诊断疾病，并通过迅速变化的MRI图像序列，对疾病的病程进行监测，为临床治疗和观察疗效提供了有力的手段。
2. 核磁共振光谱（NMR）核磁共振光谱（NMR）是一种重要的分析化学技术，可以用于确定样品中不同原子核所呈现的各种特征信号，分析物质的结构、动态、反应和交互等方面。
常见的核磁共振光谱包括氢核磁共振光谱（1H NMR）和碳核磁共振光谱（13C NMR）等。
通过这些光谱可以获得样品中各种核的化学环境、化学位移、偶合常数和弛豫时间等参数，从而了解样品的物理、化学和生物学性质。
核磁共振技术在医学中的应用
核磁共振技术在医学中的应用近年来，随着科技的不断发展，核磁共振技术在医学领域中得到广泛应用。
核磁共振技术以其非侵入性的特点，成为医学诊断中重要的工具。
它通过成像方式，可以提供清晰、准确的人体结构和功能信息，对于疾病的早期发现和治疗具有重要意义。
首先，核磁共振技术在肿瘤诊断中起到了关键作用。
核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）可以清晰地显示肿瘤的位置、大小、形态和内部结构。
相较于传统的X射线检查，MRI能够提供更多的信息，帮助医生了解肿瘤的生物学行为。
此外，MRI还可以通过测量肿瘤的代谢活性，评估肿瘤的恶性程度，并为临床医生制定个体化的治疗方案提供依据。
核磁共振技术在肿瘤诊断中的应用，极大地提高了癌症患者的生存率和治愈率。
核磁共振技术还在神经学领域中发挥着重要作用。
脑部MRI成像可以提供详细的神经结构和功能信息，有助于帮助医生诊断和治疗各种神经系统相关的疾病。
例如，对于中风患者，核磁共振技术可以检测出脑血管的堵塞情况，帮助医生判断出中风的类型和范围，进而选择最合适的治疗方法。
此外，核磁共振技术还可以检测神经系统疾病的发生和发展，如阿尔茨海默病、帕金森病等，从而提供早期干预的机会，延缓或阻止疾病的进展。
此外，核磁共振技术在心脏病诊断中也具备重要意义。
心脏病是当前世界范围内心血管死亡的首要原因之一。
针对心脏病的诊断和治疗，MRI技术可以提供非常精细的心脏图像，用于评估心脏结构和功能异常。
同时，通过MRI可以评估心肌缺血，了解心血管病变的程度和位置，从而制定合理的治疗方案。
核磁共振技术在心脏病治疗中的应用，对于提高患者的生活质量和延长寿命具有重要意义。
除了肿瘤、神经学和心脏病等领域，核磁共振技术还在其他医学领域发挥着积极的作用。
例如，在骨科学中，MRI可以检测骨骼疾病、关节退行性疾病和软组织损伤等，为临床医生提供科学依据。
在妇科学领域，MRI可以帮助医生检测妇女生殖系统的疾病，如子宫肌瘤、卵巢囊肿等。
化学中的核磁共振技术和应用
化学中的核磁共振技术和应用在化学领域，核磁共振技术是一项非常重要的研究方法。
核磁共振技术的原理是通过对样品中的原子核进行磁共振实验，得到其特征信号，从而分析样品中不同化学成分的含量、结构和运动方式等信息。
下文将从原理、仪器、应用等方面介绍核磁共振技术的相关内容。
一、核磁共振技术原理核磁共振技术的原理是基于原子核的量子态进行研究的。
当原子核处于磁场中时，会产生核磁矩，这种物理性质可以用来描绘原子核的量子态。
当原子核吸收外加的电磁波时，会发生能级跃迁，从而产生共振信号。
这些共振信号包含了许多对样品的化学信息，比如分子的构成、结构和运动方式等信息。
在核磁共振技术中，主要研究的是氢原子核和碳原子核这两种原子核的核磁共振行为。
二、核磁共振技术仪器核磁共振技术需要用到非常复杂的仪器。
核磁共振仪器主要包括磁场、射频线圈、检测线圈和计算机四个主要部分。
这些部分都是相互协作的，确保仪器的正常运行。
磁场非常重要，因为原子核的磁共振信号非常微弱，只有在强磁场中才能进行有效的分析。
射频线圈会向样品发送电磁波信号，这种信号会被样品中的原子核吸收，从而产生共振信号；而检测线圈则会从样品中接收共振信号，将信号转换为电信号，进行数字化处理。
计算机在核磁共振仪器中的作用非常重要，它能够收集原始数据并进行预处理，最终将数据转化为可视化的图表和图像，方便化学家进行分析和科学探索。
三、核磁共振技术应用核磁共振技术在化学中的应用非常广泛。
首先，核磁共振技术可以用来检测样品中不同元素的含量。
由于不同原子核的磁共振信号具有不同的频率，因此可以通过核磁共振技术确定样品中某种元素的含量。
其次，核磁共振技术也可以用来研究分子结构。
在核磁共振实验中可以得到许多有关分子构成和化学键的信息，从而确定分子的几何结构和分子内原子间的距离等参数。
最后，在药物研究领域中，核磁共振技术也发挥着重要的作用。
药物分子的空间构造和电荷分布等信息对于药物作用有着至关重要的影响，核磁共振技术可以通过研究药物分子的结构和运动方式等信息进行精确的探索。
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核磁共振及其应用
发布范围：公开2010-02-03 16:26
核磁共振现象是由美国科学家柏塞尔
(E.M.Purcell)和瑞士科学家布洛赫(E.Blo
ch)于1945年12月和1946年1月分别独立
发现的。
他们共享了1952年诺贝尔物理学
奖。
核磁共振(nuclear magnetic resonan
ce)是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场同时作用，且满足一定条件时所发生的共振吸收现象，是一种利用原子核在磁场中的能量变化来获得关于核信息的技术。
50多年来，由核磁共振转化为探索物质微观结构和性质的高新技术已取得了惊人的进展。
目前，核磁共振已在物理学、化学、材料科学、生命科学等领域得到广泛应用。
如同电子具有自旋角动量和自旋磁矩一样，核也具有自旋角动量和自旋磁矩。
核自旋即是原子核内所有核子的自旋角动量与轨道角动量的矢量和，其大小，其中I为核自旋量子数。
在外磁场方向(设磁场沿z方向)的投影为，称为核自旋磁量子数,I一定时，有(2I +1)个取值。
自旋不为零的原子核有磁矩，它与核自旋的关系为，式中为质子的质量，称为核的朗德因子，它取决于核的内部结构与特性，且是一个无量纲的量。
于是，旋磁比。
核磁子在外磁场(沿z轴)方向的投影
,
其中
称作核磁子。
通常将取最大值I时的称为核的磁矩，记作
(1)
这磁矩在空间的可能取向如图2所示，它位于核磁矩在外磁场(沿z轴)中旋进的锥面上。
磁矩与磁场的相互作用能为
（2）
由于同一I下有(2I +1)个值，因而原来得一个核能级附加上相互作用能，将会有(2
I +1)个能量值，称为为子能级。
相邻两个子能级的能量差(因其值相差为1)为
(3)
例如，氢核的基态核能级，在恒定磁场中的分裂情况如图3所示。
已知核磁矩在外磁场的作用下旋进，可以求得其旋进角速度为，若再在垂直于的方向加一个频率在射频范围的交变磁场B (如图4所示)，当其频率与核磁矩旋进频
率一致时，便产生共振吸收；当射频场被撤去后，磁
场又把这部分能量以辐射形式释放出来，这就是共振
发射。
这共振吸收和共振发射的过程称为核磁共振。
由于相邻两个能级对应的核自旋磁量子数的
改变量，因而只有在相邻两个能级间的跃
迁才是允许的。
于是，交变磁场的频率所对应的能
量应等于相邻子能级的能量差，由(3)式可得
，所以发生核磁共振的条件应是
，（4）
利用量子力学的理论不仅能够算出共振频率，而且能够算出对于不同频率的净吸收能量，从而确定吸收曲线的形状。
净吸收能量取决于两个能级之间的跃迁概率和处于每个能级的粒子数目，详细的计算方法这里不再讨论。
在核磁共振中经常要考虑氢核即质子的共振。
例如，质子在外磁场中，由磁矩平行于的态跃迁到反平行于的态，，于
是共振频率，当。
这一频率落在微波范围，波长约7m。
实现核磁共振，既可以保持磁场不变而调节入射电磁波的频率，也可以使用固定频率的电磁波照射，而调节样品所受的外磁场。
图5是调磁场核磁共振示意图，其装置由四部分组成：
永磁铁，用来产生强大的外磁场，标准仪器产生的场强为1.4 T。
扫描线圈，用于使外磁场作微小振荡，从而使我们能在示波器上看到尖锐的共振峰。
射频振荡器，它用于产生固定频率的电磁辐射，通常频率，这个辐射的磁场起的作用。
探测器，用于探测从振荡器中吸收的能量。
图6是调频率核磁共振示意图，样品(如水)装在小瓶中置于磁体两极之间，瓶外绕以线圈，由射频振荡器向它输入射频电流。
这电流就向样品发射同频率的电磁波，其频率大致与外磁场对应的频率相等。
为了精确地测定共振频率，就用一个调频振荡器使射频电磁波的频率在共振频率附近连续变化。
当电磁波频率正好等于共振频率时，射频振荡器的输出就出现一个吸收峰，它可以从示波器上看出，同时由频率计数器读出此共振频率。
核磁共振已在众多领域中有了广泛的应
用。
从技术手段上讲，核磁共振的应用主要有
两个方面：核磁共振波谱应用和核磁共振成象
的应用。
所谓核磁共振波谱，实际上是吸收率（纵
坐标）对化学位移（横坐标）的关系曲线。
因
为实际过程中，作用在核磁矩（主要研究的常常是质子的磁矩）上的磁场，除了外磁场外，还受到核外周围电子产生的磁场的影响。
于是，在同样的外部条件下，位于不同分子中的核，或虽在同一分子中但位于不同化学集团的核，其共振频率都与由（4）式计算出的理论值有不同程度的微小偏移。
由于这种偏移与核所处的化学环境有关，因而称之为化学位移。
若是扫场法，则表现为共振时的磁场不同。
如图7所示即为乙醇中三个核在化学结构中的环境不同，引起不同的共振曲线，出现各自分离的共振吸收峰。
当然，这种由于化学环境不同而引起的核磁共振频率的偏移量是很微小的。
对H核而言，这种偏移量仅为百万分之十。
但正是因为有这一微小差异，即可由核磁共振谱得到分子结构的某些信息，如核外电子云的分布等。
核磁共振成像是从核磁共振谱进一步发展起来的先进技术。
目前已又多种核磁共振成像方法，如质子密度成像、投影重建成像、弛豫时间成像、化学位移成像等等，它们各具特色。
下面简要介绍两种方法：
(1) 点成像法
已知发生核磁共振的频率条件为。
现在一个均匀磁场上叠加一个与空间位置有关的梯度磁场。
这样，空间各点的磁场不同，因而共振频率也有所不同，于是共振频率与样品的空间分布有关，这就是核磁共振成像的最初考虑。
如果在x，y，z三个方向上分别加以梯度磁场，则可得到相应于三维空间点（位置坐标为x，y，z）的共振频率；再经过傅里叶变换、计算机处理等技术手段，就可以把频域的信息转换为样品空间分布的信息。
当以图形的形式表示这种信息时，就得到样品的核磁共振成像。
(2) 弛豫时间成像法
介质中大量质子磁矩在外磁场作用下达到平衡；若受到扰动会偏移平衡，但可以自动地恢复平衡。
恢复平衡可以通过两种不同步骤：第一步，通过质子与质子之间的作用先达到平衡，这种恢复平衡所需要的时间称为自旋-自旋弛豫时间。
第二步是整个质子磁矩与周围环境作用而恢复平衡，这种恢复平衡所需的时间称为自旋-晶格弛豫时间。
不管弛豫时间是还是，它们都与物质的结构、物质内部的相互作用有关。
物质的结构和相互作用变化，必将引起弛豫时间的变化，得到的核磁共振信号的强弱也就随之变化了。
例如，人们发现水中的氢和脂肪及其他大分子中的氢的弛豫时间相差很大。
由于不同组织所含的水的分量不同，通过测量驰豫时间就能把它们区分开来。
核磁共振技术早期仅限于原子核的磁矩、电四极矩和自旋的测量，随后则被广泛地用于确定分子结构，用于对生物在组织与活体组织的分析、病理分析、医疗诊断、产品无损检测等诸多方面。
还可以用来观测一些动态过程（如生化过程、化学过程等）的变化。
例一，确定分子结构。
用核磁共振法得到乙基苯的核磁共振谱图如图8所示。
由图可见位于乙基苯中不同的化学集团(甲基)(次甲基)(苯基)中的氢核，因其化学环境不同而有不同的化学位移，依次为1.22ppm,2.63ppm和7.18ppm，而标准物质TMS的。
图中显示出：不同化学集团处有不同的峰值数，这是由于不同化学集团间核的自旋耦合作用引起的能级分裂而造成的。
谱线还有一定的宽度，吸收峰的面积正比于相应化学集团中氢核的数目。
因而对吸收曲线所包围面积进行积分，便可知各化学集团中包含氢核的数目。
核磁共振仪中配置的电子积分器，可把谱线强度画成阶梯式的线，以阶梯的高度代表峰面积的相对值。
由图8可知，乙基苯三个化学集团中氢核的数目比为5:2:3。
例二，核磁共振CT。
核磁共振成像（NMR成像）被广泛地用于医疗诊断上，其中最常用是平面成象，即获取样品平面（断面）上的分布信息，称作核磁共振计算机断层成象，也就是常说的核磁共振CT(computed topography)。
就人体而言，体内的大部分(75%)物质都是水，且不同组织中水的含量也不同。
用核磁共振CT手段可测定生物组织中含水量分布的图像，这实际上就是质子密度分布的图像。
当体内遭受某种疾病时，其含水量分布就会发生变化，利用氢核的核磁共振就能诊断出来。
图9所示的人体成像装置核磁共振成像系统由磁体系统、谱仪系统、计算机系统和图象显示系统组成。
磁体系统由主磁体、梯度线圈、垫补线圈和与主磁场正交的射频线圈组成，是核磁共振发生和产生信号的主体部分。
谱仪系统是产生磁共振现象并采用磁共振信号的装置，主要由梯度场发生器和控制系统、MR信号接收和控制等部分组成。
计算机图象重建系统要求配备大容量计算机和高分辨的模数转换器（ana
log/difital converter, A/D），以完成数据采集、累加、傅里叶转换、数据处理和图象显示。
过去诊断人体内部的病变只能靠计算机辅助X射线层析技术（CT）。
今天，核磁共振层析术已成为医学上一种普遍使用的重要诊断手段。
图10是人的头部纵剖面的NMR像，它显示了X射线成像看不到的细节。
NMR成像还有一个好处，就是对病人无辐射危害。
因此，这一技术存在着广阔的应用前景。