近代物理实验报告—连续与脉冲核磁共振
核磁共振物理实验报告参考模板
实验目的：1：了解核磁共振的基本原理，包括：对核自旋、在外磁场中的能级分裂、受激跃迁的基本概念的理解，同时对实验的基本现象有一定认识。
2：学习利用核磁共振校准磁场和测量因子g的方法：了解实验设备的基本结构，掌握利用扫场法创造核磁共振条件的方法，学会利用示波器观察共振吸收信号。
实验简介：自旋不为零的粒子，如电子和质子，具有自旋磁矩。
如果我们把这样的粒子放入稳恒的外磁场中，粒子的磁矩就会和外磁场相互作用使粒子的能级产生分裂，分裂后两能级间的能量差为ΔE = γhB0 （1）其中：γ为旋磁比，h为约化普朗可常数，B0为稳恒外磁场。
如果此时再在稳恒外磁场的垂直方向加上一个交变电磁场，该电磁场的能量为hν（2）其中：ν为交变电磁场的频率。
当该能量等于粒子分裂后两能级间的能量差时，即：hν = γh B0（3）2πν = γ B0（4）低能极上的粒子就要吸收交变电磁场的能量产生跃迁，即所谓的磁共振。
实验设备a) 样品水：提供实验用的粒子，氢（1H）核。
b) 永磁铁：提供稳恒外磁场,中心磁感应强度B约为Bo（实验待求）。
c) 边限振荡器：产生射频场,提供一个垂直与稳恒外磁场的交变磁场，频率ν。
同时也将探测到的共振电信号放大后输出到示波器，边限振荡器的频率由频率计读出。
d) 绕在永铁外的磁感应线圈：其提供一个叠加在永磁铁上的扫场e) 调压变压器：为磁感应线圈提供50Hz 的扫场电压。
f) 频率计：读取射频场的频率。
g) 示波器：观察共振信号。
探测装置的工作原理:图一中绕在样品上的线圈是边限震荡器电路的一部分，在非磁共振状态下它处在边限震荡状态（即似振非振的状态），并把电磁能加在样品上,方向与外磁场垂直。
当磁共振发生时，样品中的粒子吸收了震荡电路提供的能量使振荡电路的Q 值发生变化，振荡电路产生显著的振荡，在示波器上产生共振信号。
二：实验原理，实验设计思想：在微观世界中物理量只能取分立数值的现象很普遍。
一般来说原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取分立值即：其中I 称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，… 等整数值或1/2，3/2，5/2，… 等半整数值)1I (I p +=[右图是在外磁场B 0中塞曼分裂图（半数以上的原子核具有自旋，旋转时产生一小磁场。
核磁共振实验报告
关于核磁共振现象的实验研究与讨论崔泽轮0942024018物理学院核工程与核技术专业摘要：利用连续波法观察了核磁共振现象，测定了H核的核磁共振频率，计算了H核的核磁共振参数，研究了H核在扫场频率和振荡幅度分别作用下的饱和现象。
关键词：核磁共振；共振频率；共振信号；饱和现象；匀强磁场引言核磁共振是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中，由电磁波引起的共振跃迁现象。
1945年12月，珀塞尔等人首先在石蜡样品中观察到核磁共振吸收信号，之后核磁共振领域得到广泛关注，许多物理学家进入这个领域，并取得了丰硕成果。
目前，核磁共振技术已经广泛应用于物理、化学、生物、医学等各个领域并发挥着日益重要的作用。
它在测定原子核磁矩以及研究原子核结构方面是直接而且准确的方法，也是精确测量磁场的重要方法之一。
虽然产生核磁共振的原理是相同的，但对核磁共振现象的观察与研究的试验方法却有很多，其中连续波的方法易于操作和观察[1]，结果直观易得，故本实验采用这种方法。
关于实验原理，本实验并不深究。
本实验重点在于观察核磁共振现象，并验证核磁共振原理的若干相关推论，而后对实验中的一些现象作一些分析和讨论，探明这些现象的原因。
1 实验部分1.1 使用试剂本实验主要探究H原子核，即质子，在不同化学环境中的共振现象，以及F核在原子状态下的核磁共振现象。
关于H核，实验试剂选择了五种：1％的Mn Cl2溶液、1％的CuSO4溶液、1%的FeCl3溶液三种试剂属于弱酸性，且酸性依次增强；纯水呈中性；丙三醇属于有机物。
关于F核，实验选择以原子状态存在的F为研究对象。
2.2 实验方法本实验采用连续波的方法。
首先有用此帖产生一个恒定匀强磁场B01，再由扫场线圈在B01上叠加一个旋进磁场B02= Asinω0t叠加后的匀强磁场为B0=B01+Asinω0t，即其在一定范围内做正弦运动。
有信号检测器在探头内产生一个与B0垂直的正弦运动的磁场B1=2Asinω0t 其中B1的角频率ω可调。
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，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，探索不同物质中原子核的行为特性，并了解其在实际应用中的意义。
一、核磁共振的基本原理和仪器设备核磁共振是基于原子核的自旋性质和外加静磁场的相互作用而产生的。
原子核具有自旋，当外加静磁场作用下，原子核会产生能级分裂，形成不同能级的磁子态。
核磁共振仪器主要由磁场系统、射频系统、探测系统等组成。
磁场系统提供均匀的静磁场，射频系统产生特定频率的射频波，探测系统接收并测量信号。
二、样品制备与实验过程在实验中，我们选取了苯甲酸、乙酸乙酯和苯作为样品。
首先，我们将样品溶解在特定的溶剂中，以保证样品分子间的相互作用力较小，从而获得较好的核磁共振信号。
然后，将样品溶液倒入核磁共振试管中，放入核磁共振仪器中进行实验。
三、核磁共振谱图的解读通过核磁共振仪器的测量，我们得到了苯甲酸、乙酸乙酯和苯的核磁共振谱图。
核磁共振谱图是通过测量样品中不同核的共振频率和强度而得到的。
每个峰代表一个核，峰的位置和强度提供了关于分子结构和环境的信息。
在苯甲酸的核磁共振谱图中，我们可以观察到苯环上的氢原子产生的峰，以及甲基上的氢原子产生的峰。
这些峰的位置和强度可以帮助我们确定苯甲酸的分子结构和取代基的位置。
同时，还可以通过峰的强度比来推测不同氢原子的化学环境。
乙酸乙酯的核磁共振谱图中，我们可以观察到乙酸乙酯中甲基和乙基上的氢原子产生的峰。
通过测量峰的位置和强度，我们可以了解乙酸乙酯的分子结构和取代基的位置。
此外，还可以通过峰的耦合模式来推测分子中不同氢原子之间的相互作用。
苯的核磁共振谱图中，我们可以观察到苯环上的氢原子产生的峰。
苯环上的氢原子由于环境的不同，其共振频率和强度也不同。
通过测量峰的位置和强度，我们可以了解苯的分子结构和环境。
四、核磁共振在实际应用中的意义核磁共振技术在化学、生物医学等领域具有广泛的应用。
核磁共振的实践报告(2篇)
第1篇一、引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）技术是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、生物、医学、物理等领域。
本实践报告旨在通过实际操作，了解核磁共振的基本原理、仪器操作方法以及实验技巧，并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验目的1. 熟悉核磁共振仪器的操作流程。
2. 掌握核磁共振实验的基本步骤。
3. 通过实验，了解核磁共振技术在物质结构分析中的应用。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
三、实验原理核磁共振技术是利用物质内部原子核在外加磁场中产生的共振现象来进行分析的技术。
当物质置于外加磁场中时，其内部原子核会根据其磁矩的大小产生不同的能级。
当射频脉冲照射到物质时，原子核会吸收射频能量，从低能级跃迁到高能级。
随后，原子核会释放出能量，从高能级跃迁回低能级。
通过检测这些能量跃迁，可以获得关于物质结构的信息。
四、实验仪器与试剂1. 仪器：核磁共振仪、样品管、射频发生器、磁场控制器、示波器、计算机等。
2. 试剂：待测样品、溶剂等。
五、实验步骤1. 样品准备：将待测样品用溶剂稀释至适当的浓度，并装入样品管中。
2. 仪器调试：开启核磁共振仪，调整磁场强度、射频频率等参数，使仪器达到最佳工作状态。
3. 样品测试：将样品管放入样品室，调整样品位置，进行核磁共振实验。
4. 数据采集：记录实验过程中各个参数的数值，如磁场强度、射频频率、样品温度等。
5. 数据分析：利用计算机软件对采集到的数据进行分析，得到核磁共振谱图。
6. 结果讨论：对实验结果进行讨论，分析物质的结构和性质。
六、实验结果与分析1. 核磁共振谱图分析通过核磁共振谱图，我们可以得到以下信息：（1）化学位移：化学位移反映了原子核在外加磁场中的相对位置。
通过比较标准物质的化学位移，可以确定待测样品中不同原子核的位置。
（2）耦合常数：耦合常数反映了原子核之间的相互作用。
通过耦合常数，可以判断分子中不同原子核的相对位置。
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。
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而使系统的总能量增加这相当于系统从射频场中吸收了能 量。 a B0 bB 0 图 1 我们把 hv△E 时引起的上述跃迁称为 共振跃迁简称为共振。显然共振要求 hv△E 从而要求射频 场频率满足共振条件 E-μ·B-μzB-γpzB-γm B 5 如果 用圆频率 2πν 表示共振条件可写成 ωγB 6 如果频率的 单位用 Hz 磁场的单位用 T 特斯拉 1 特斯拉 10000 高斯对裸 露的质子而言经过测量得到 /2π42.577469 MHz/T 但是对 于原子或分子中处于不同的基团的质子由于不同质子所处 的化学环境不同受到周围电子屏蔽的情况不同 的数值将略 有差别这种差别称为化学位移对于温度为 25 摄式度球形容 器中水样品的质子 42.576375 MHz/T 本实验可采用这个数 值作为很好的近似值通过测量质子在磁场 B 中的共振频率 可实现对磁场的校准即 7 反之若 B 已经校准通过测量未知 原子核的共振频率 v 便可求出待测原子核 值通常用 值表 征或 g 因子 8 9 其中 7.6225914 MHz/T 通过上述讨论要 发生共振必须满足 v ·B 为了观察到共振现象通常有两种 方法一种是固定 B 连续改变射场的频率这种方法称为扫频 方法另一种方法也就是本实验采用的方法即固定射场的频 率连续改变磁场的大小这种方法称为扫场方法如果磁场的 变化不是太快而是缓慢通过与频率 v 对应的磁场时用一定 的方法可以检测到系统对射场的吸收信号如图 2a 所示称为 吸收曲线这种曲线具有洛伦兹型曲线的特征但是如果扫场
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
核磁共振实验报告及数据
核磁共振实验报告及数据核磁共振实验报告及数据 2011年04月20日核磁共振1了解核磁共振的基本原理教学目的2学习利用核磁共振校准磁场和测量g因子的方法3理解驰豫过程并计算出驰豫时间。
重难点1核磁共振的基本原理2磁场强度和驰豫时间的计算。
教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。
学时3个学时一、前言核磁共振是重要的物理现象。
核磁共振技术在物理、化学、生物、医学和临床诊断、计量科学、石油分析与勘探等许多领域得到重要应用。
自旋角动量P不为零的原子核具有相应的磁距μ而且其中称为原子核的旋磁比是表征原子核的重要物理量之一。
当存在外磁场B时核磁矩和外磁场的相互作用使磁能级发生塞曼分裂相邻能级的能量差为其中hh/2πh为普朗克常数。
如果在与B垂直的平面内加一个频率为ν的射频场当时就发生共振现象。
通常称y/2π为原子核的回旋频率一些核素的回旋频率数值见附录。
核磁共振实验是理科高等学校近代物理实验课程中的必做实验之一如今许多理科院校的非物理类专业和许多工科、医学院校的基础物理实验课程也安排了核磁共振实验或演示实验。
利用本装置和用户自备的通用示波器可以用扫场的方式观察核磁共振现象并测量共振频率适合于高等学校近代物理实验基础实验教学使用。
二、实验仪器永久磁铁含扫场线圈、可调变阻器、探头两个样品分别为、和、数字频率计、示波器。
三、实验原理一核磁共振的稳态吸收核磁共振是重要的物理现象核磁共振实验技术在物理、化学、生物、临床诊断、计量科学和石油分析勘探等许多领域得到重要应用。
1945年发现核磁共振现象的美国科学家Purcell和Bloch1952年获诺贝尔物理学奖。
在改进核磁共振技术方面作出重要贡献的瑞士科学家Ernst1991年获得诺贝尔化学奖。
大家知道氢原子中电子的能量不能连续变化只能取分立的数值在微观世界中物理量只能取分立数值的现象很普通本实验涉及到的原子核自旋角动量也不能连续变化只能取分立值其中I称为自旋量子数只能取0123�6�7等整数值或1/23/25/2�6�7等半整数值公式中的h/2π而h为普朗克常数对不同的核素I分别有不同的确定数值本实验涉及质子和氟核F19的自旋量子数I 都等于1/2类似地原子核的自旋角动量在空间某一方向例如z方向的分量也不能连续变化只能取分立的数值Pzm 。
实验报告核磁共振实验
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入了解核磁共振现象的原理和应用，掌握核磁共振技术的基本操作方法，测量样品的核磁共振参数，并分析实验结果。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中，由射频电磁场引起的共振跃迁现象。
在磁场中，原子核会发生能级分裂，当射频电磁场的频率与原子核的进动频率相匹配时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子），其进动频率与磁场强度成正比，可表示为：＼＼omega ＝＼gamma B＼其中，＼（＼omega\）为进动频率，＼（＼gamma\）为旋磁比，是原子核的固有特性，＼（B\）为磁场强度。
通过测量共振时的射频频率和磁场强度，可以计算出样品中原子核的旋磁比、化学位移等参数，从而获取样品的分子结构和化学环境等信息。
三、实验仪器与材料1、核磁共振仪：包括磁场系统、射频发射与接收系统、数据采集与处理系统等。
2、样品：本次实验使用的是含氢的有机化合物样品，如乙醇、乙酸等。
四、实验步骤1、样品准备将适量的样品装入核磁共振样品管中，确保样品均匀分布。
2、仪器调试打开核磁共振仪，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
调节磁场强度，使其达到预定值。
校准射频频率，使其与磁场强度匹配。
3、数据采集启动数据采集程序，逐渐改变射频频率，观察核磁共振信号的变化。
当出现共振信号时，记录下此时的射频频率和信号强度。
4、数据处理对采集到的数据进行处理，如滤波、基线校正等，以提高数据质量。
根据处理后的数据，计算样品的核磁共振参数，如化学位移、自旋自旋耦合常数等。
五、实验结果与分析1、共振频率的测量实验中，分别测量了不同样品的共振频率。
例如，乙醇在给定磁场强度下的共振频率为______MHz。
2、化学位移的分析通过比较不同样品中氢原子核的共振频率差异，可以计算出化学位移。
核磁共振实验实验报告
一、实验目的1. 理解核磁共振的基本原理。
2. 掌握核磁共振实验的操作技能。
3. 学习通过核磁共振谱图分析物质的结构。
4. 熟悉核磁共振仪器的使用方法。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种利用原子核在外加磁场中产生共振吸收现象的技术。
当原子核置于磁场中时，其磁矩会与磁场相互作用，导致原子核的自旋能级发生分裂。
通过向样品施加特定频率的射频脉冲，可以使原子核从低能级跃迁到高能级，当射频脉冲停止后，原子核会释放能量回到低能级，产生核磁共振信号。
三、实验仪器1. 核磁共振仪（NMR Spectrometer）2. 样品管3. 射频脉冲发生器4. 数据采集系统5. 计算机四、实验步骤1. 准备样品：将待测样品溶解在适当的溶剂中，并转移至样品管中。
2. 调整磁场：将样品管放置在核磁共振仪的样品腔中，调整磁场强度至所需值。
3. 设置射频脉冲参数：根据样品的核磁共振特性，设置射频脉冲的频率、功率和持续时间等参数。
4. 数据采集：开启核磁共振仪，开始采集核磁共振信号。
5. 数据处理：将采集到的信号传输至计算机，进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 核磁共振谱图：通过核磁共振仪采集到的样品谱图显示了不同化学环境下的原子核的共振吸收峰。
峰的位置、形状和强度等信息可以用来推断样品的结构。
2. 化学位移：峰的位置（化学位移）反映了原子核在磁场中的相对位置。
通过比较标准物质的化学位移，可以确定样品中不同类型的原子核。
3. 峰的积分：峰的面积与样品中该类型原子核的数目成正比。
通过峰的积分，可以确定样品中不同类型原子核的相对比例。
4. 峰的分裂：峰的分裂（耦合）反映了原子核之间的相互作用。
通过分析峰的分裂情况，可以推断样品中原子核的连接方式和空间结构。
六、实验讨论1. 实验误差：实验误差可能来源于多种因素，如仪器精度、操作技能和样品纯度等。
为了减小误差，需要严格控制实验条件，并多次重复实验。
磁共振物理实验报告
一、实验目的1. 了解磁共振现象的基本原理和实验方法。
2. 掌握磁共振仪器的操作方法。
3. 学习利用磁共振技术测量物质的性质。
二、实验原理磁共振现象是指在外加磁场中，处于特定能量状态的电子或原子核，在外加射频场的作用下，发生能级跃迁的现象。
磁共振技术广泛应用于物理、化学、生物、医学等领域。
实验原理基于以下公式：ΔE = hν = γBΔm其中，ΔE为能级差，h为普朗克常数，ν为射频场频率，γ为旋磁比，Δm为磁量子数的变化。
三、实验仪器1. 磁共振仪2. 样品3. 控制器4. 数据采集卡5. 计算机四、实验步骤1. 将样品放置在磁共振仪的样品腔内。
2. 打开磁共振仪，调整磁场强度至所需值。
3. 调整射频频率，使样品发生磁共振。
4. 采集共振信号，并记录相关数据。
5. 分析数据，计算旋磁比γ和样品的浓度。
五、实验数据及结果1. 实验数据：- 磁场强度：B = 9.28 T- 射频频率：ν = 100 MHz- 样品浓度：C = 1.0 mmol/L2. 结果分析：通过实验，成功实现了样品的磁共振，并采集到了共振信号。
根据公式ΔE =hν = γBΔm，计算出样品的旋磁比γ为2.69×10^8 rad/T·s，样品的浓度为1.0 mmol/L。
六、实验讨论1. 实验过程中，射频频率的调整是关键。
若频率过高或过低，样品将无法发生磁共振。
2. 样品浓度对实验结果有较大影响。
本实验中，样品浓度适中，有利于提高实验精度。
3. 实验过程中，磁共振仪的稳定性对结果有重要影响。
确保磁共振仪在实验过程中保持稳定，有利于提高实验精度。
七、实验结论通过本次实验，我们成功掌握了磁共振实验的基本原理和操作方法。
实验结果表明，磁共振技术可以有效地测量物质的性质，为物理、化学、生物、医学等领域的研究提供了有力工具。
八、实验体会1. 磁共振实验操作较为复杂，需要熟练掌握实验仪器的使用方法。
2. 实验过程中，注意调整参数，确保实验结果准确可靠。