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核磁共振仪的核磁共振原理是什么?

 发布时间:2020-10-31 点击量:115
  核磁共振仪核心部分为探头,置于磁铁的两极之间。测试的样品放在此处。磁体提供一定强度的磁场,使核磁矩发生空间量子化。磁铁和电磁铁的磁场强度的上限约为2.5T(即100MHz)。要想提高场强,必须使用低温超导磁体,低温是通过液氮来维持。核磁共振仪的核磁共振原理是来源于原子核的自旋角动量在外加磁场作用下的进动。

  根据量子力学原理,原子核与电子一样,也具有自旋角动量,其自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数决定,实验结果显示,不同类型的原子核自旋量子数也不同:

  质量数和质子数均为偶数的原子核,自旋量子数为0

  质量数为奇数的原子核,自旋量子数为半整数

  质量数为偶数,质子数为奇数的原子核,自旋量子数为整数

  目前只有自旋量子数等于1/2 的原子核,其核磁共振信号才能够被人们利用,经常为人们所利用的原子核有: 1H、 11B、 13C、 170、 19F、31P。由于原子核携带电荷,当原子核自旋时,会由自旋产生一个磁矩,这一磁矩的方向与原子核的自旋方向相同,大小与原子核的自旋角动量成正比。将原子核置于外加磁场中,若原子核磁矩与外加磁场方向不同,则原子核磁矩会绕外磁场方向旋转,这一现 象类似陀螺在旋转过程中转动轴的摆动,称为进动。进动具有能量也具有一定的频率。原子核进动的频率由外加磁场的强度和原子核本身的性质决定,也就是说,对于某一特定原子,在一定强度的的外加磁场中,其原子核自旋进动的频率是固定不变的。

 

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