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FD-PNMR-Ⅱ型

脉冲核磁共振实验仪

实 验 指 导 书

上海复旦天欣科教仪器有限公司

中国 上海

FD-PNMR-Ⅱ型脉冲核磁共振实验仪实验指导书

一．引言

核磁共振是指受电磁波作用的原子核系统在外磁场中能级之间发生共振跃迁的现象。 早期的核磁共振电磁波主要采用连续波，灵敏度较低，1966年发展起来的脉冲傅里叶变换核磁共振技术，将信号采集由频域变为时域，从而大大提高了检测灵敏度，由此脉冲核磁共振迅速发展，成为物理、化学、生物、医学等领域中分析鉴定和微观结构研究不可缺少的工具。

核磁共振的物理基础是原子核的自旋。泡利在1924年提出核自旋的假设，1930年在实验上得到证实。1932年人们发现中子，从此对原子核自旋有了新的认识：原子核的自旋是质子和中子自旋之和，只有质子数和中子数两者或者其中之一为奇数时，原子核具有自旋角动量和磁矩。这类原子核称为磁性核，只有磁性核才能产生核磁共振。磁性核是核磁共振技术的研究对象。 二. 基础知识

1. 具有自旋的原子核，其自旋角动量P为

2

P?I(I?1)?? （1）

h（1）式中，I为自旋量子数，其值为半整数或整数，由核性质决定。??，h为普朗

2?克常数。自旋的核具有磁矩?，?和自旋角动量P的关系为

?＝?P （2）

（2）式中，?为旋磁比。

在外加磁场B0?0时，核自旋为I的核处于（2I?1)度简并态。外磁场B0?0时，角

??动量P和磁矩?绕B0(设为z方向）进动，进动角频率为：

?0??B0 （3）

（3）式称为拉摩尔进动公式。拉摩尔进动公式可知，核磁矩在恒定磁场中将绕磁场方向作进动，进动的角频率?0取决于核的旋磁比?和磁场磁感应强度B0的大小。

??由于核自旋角动量P空间取向是量子化的。P在z方向上的分量只能取(2I?1)个值，

即：

Pz?m? (m?I,I?1,???,?I?1,?I) （4）

m为磁量子数，相应地

?Z??PZ??m? （5）

此时原（2I?1)度简并能级发生塞曼分裂，形成（2I?1)个分裂磁能级

?? E????B0???cos??B0???zB0????mB0 （6）

相邻两个能级之间的能量差(m?1)

?E???B???0 （7） 对I?1/2的核，例如氢、氟等，在磁场中仅分裂为上下两个能级。

2. 核磁共振

实现核磁共振的条件：在一个恒定外磁场B0作用下，另在垂直于B0的平面（x，y平

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