核磁共振实验报告材料

应物0903班

核磁共振实验报告

王文广 U200910198 苏海瑞 U200910218

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核磁共振实验报告

一、实验目的

1．了解核样共振的基本原理

2．学习利用核磁共振测量磁场强度和原子核的g因子的方法

二、实验内容

1．在加不同大小扫场情况下仔细观察水样品的核磁共振现象，记录每种情况下的共振峰形和对应的频率

2．仔细观察和判断扫场变化对共振峰形的影响，从中确定真正能应永久磁铁磁场B0的共振频率，并以此频率和质子的公认旋磁比值

???267.52MHz/T?计算样品所在位置的磁场B0

3．根据记录的数据计算扫场的幅度

4．研究射频磁场的强弱对共振信号强度的影响

5．观察聚四氟乙烯样品的核磁共振现象，并计算氟核的g因子

三、实验原理

1．核磁共振现象与共振条件

原子的总磁矩?j和总角动量Pj存在如下关系

?j??g?为原子的旋磁比2??BePj?gPj??Pj2mehe为朗德因子，e、me是电子电荷和质量，?B称为玻尔磁子，

对于自旋不为零的原子核，核磁矩?j和自旋角动量Pj也存在如下

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关系

?I??gN2??NePI?gNPI??PI 2mph按照量子理论，存在核自旋和核磁矩的量子力学体系，在外磁场

B0中能级将发生赛曼分裂，相邻能级间具有能量差?E，当有外界条

件提供与?E相同的磁能时，将引起相邻赛曼能级之间的磁偶极跃迁，比如赛曼能级的能量差为?E?h?=?B0h的氢核发射能量为h?的光子，当2??B0h时，氢核将吸收这个光子由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级，2?这种共振吸收跃迁现象称为“核磁共振”

由上可知，核磁共振发生和条件是电磁波的圆频率为

?0??B0

2．用扫场法产生核磁共振 在实验中要使h?=?B0h得到满足不是容易的，因为磁场不是容易2?控制，因此我们在一个永磁铁B0上叠加一个低频交谈磁场B?Bmsin?t，使氢质子能级能量差

?h?B0?Bmsin?t?有一个变化的区域，调节射频场2?的频率?，使射频场的能量h?能进入这个区域，这样在某一瞬间等式

?h?B0?Bmsin?t?总能成立。如图， 2?文案大全

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由图可知，当共振信号非等间距时共振点处

Bmsin?t未知，无法利用等式求出B0的值

?h?B0?Bmsin?t?，2? 调节射频场的频率?使共振信号等间距时，共振点处Bmsin?t=0，

h?=?B0h，B0的值便可求出 2?

四、实验装置

示波器、边限振荡器、频率计、电源、样品、扫场线圈、永久磁铁、频率计

五、实验过程 1．实验准备 2．观察现象 3．测量共振频率

六、实验记录和数据处理 1．加不同扫场观察核磁共振

这里用的样品是水，观察质子的核磁共振 记当共振信号出现共振点的频率为f1 当共振信号等间距时共振点频率f2 当共振信消失时共振点的频率为f3

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