实验报告-核磁共振的稳态吸收
核磁共振实验报告电子版
核磁共振实验报告04级11系姓名：徐文松学号：PB04210414 日期：2006.05.12CONTENTS OF THIS REPORT（Click while press CTRL to locate it）return核磁共振return1．观察核磁共振稳态吸收现象；2．掌握和磁共振基本试验原理和方法；值和g因子。
3．测量1H和19F的return1．核自旋原子核具有自旋，其自旋角动量为h I I p )1(1+=其中I 是核自旋量子数，其值为半整数或整数。
当质子数和质量数均为偶数时，I=0，当质量数为偶数而质子数为奇数时，I=0,1,2…，当质量数为奇数时，I=2n（n=1，3,5…）． 2．核磁矩原子核带有电荷，因而具有子旋磁矩，其大小为)1(211+==I I g p m egN NμμN N m eh2=μ式中g 为核的朗德因子，对质子，g ＝5.586，Nm 为原子核质量，N μ为核磁子，N μ＝227100509.5m A ⋅⨯-，令gm e N 2=γ显然有I I p γμ= γ称为核的旋磁比。
3．核磁矩在外磁场中的能量核自旋磁矩在外磁场中会进动。
进动的角频率00B γω=B 为外恒定磁场。
４．核磁共振实现核磁共振，必须有一个稳恒的外磁场OB 及一个与OB 和总磁矩m 所组成的平面相垂直的旋转磁场1B ，当1B 的角频率等于ω时，旋转磁场的能量为E h ∆=0ω，则核吸收此旋转磁场能量，实现能级间的跃迁，即发生核磁共振。
此时应满足00B h g h E N μω==∆00B γω=h 为普朗克常数。
改变OB 或ω都会使信号位置发生相对移动，当共振信号间距相等重复频率为f π4时，表示共振发生在调制磁场的相位为02=ft π，π，π2，… 此时，若已知样品的γ，测出对于能够的射频场频率ν，即可算出OB 。
反之测出OB ，可算出γ和g 因子。
本次实验的装置包括电磁铁、边限振荡器、探头及样品、频率计、示波器及移相器等。
实验报告-核磁共振的稳态吸收
核磁共振的稳态吸收材料物理 07305883 毛骏 合作人：张广炜一、实验目的1、了解核磁共振原理2、利用核磁共振方法确定样品的旋磁比γ、朗德因子g N 和原子核的磁矩μI3、用核磁共振测磁场强度二、实验原理1．单个核的磁共振通常将原子核的总磁矩在其角动量P方向上的投影μ称为核磁矩，它们之间的关系通常写成P m e g P PN∙∙=∙=2μγμ或式中PN m e g 2∙=γ称为旋磁比；e 为电子电荷；m 为质子质量；N g 为朗德因子。
对氢核来说，5851.5=N g按照量子力学，原子核角动量的大小由下式决定 ()h I I P 1+=式中π2h h =，h 为普朗克常数。
I 为核的自旋量子数，可以取 ,23,1,21,0=I 对核来说21=I把氢核放入外磁场B 中，可以取坐标轴ｚ方向为B 的方向。
核的角动量在B方向上的投影值由下式决定h m P B = （2—3）式中m 称为磁量子数，可以取I I I I m ----=),1(,1, 。
核磁矩在B方向上的投影为m m eh g P m e g PN B PNB )2(2==μ将它写为m g N N B μμ= （2—4）式中2715.0578710N JT μ--=⨯称为核磁子，是核磁矩的单位。
磁矩为μ的原子核在恒定磁场B中具有的势能为mB g B B E N N B μμμ-=-=∙-=任何两个能级之间的能量差为)(2121m m B g E E E N N m m --=-=∆μ （2—5） 考虑最简单情况，对氢核而言，自旋量子数21=I ，所以磁量子数m 只能取两个值，即2121-==和m 。
磁矩在外磁场方向上的投影也只能取两个值，如图2—1中的（a ）所示，与此相对应的能级如图2—1中（b ）所示。
根据量子力学中的选择定则，只有1±=∆m 的两个能级之间才能发生跃迁，这两个能级之间的能量为B g E N N ∙=∆μ由这个公式可知：相邻两个能级之间的能量差E ∆与外磁场B的大小成正比，磁场越强，则两个能级分裂也越大。
核磁共振实验报告
学号：XXXX 姓名：XXX 班别：XXXX 报告仅供参考，抄袭有风险，切记
【实验内容】
（1） 将装有 H 核样品的玻璃管插入振荡线圈中并放置在磁铁的中心位置，使振荡线圈 轴线与稳恒磁场方向相互垂直。 （2） 调节适当的扫场强度，缓慢调节射频场的频率，搜索 NMR 信号。 （3） 分别改变射频场的强度、频率，观察记录吸收信号幅度的变化；改变样品在磁场中 的位置观察磁场均匀度对吸收波形的影响；改变扫场，观察记录吸收信号幅度的变 化；找出最佳实验观测状态，并采用吸收峰等间距的方法观测共振吸收信号。分别 将相关图形用数字示波器采集到 U 盘中 （4） 由数字频率计测量射频场的频率 ，用高斯计测量样品所在处的稳恒磁场强度 B。 （5） 有所得数据计算 、朗德因子 g N 和磁矩 I （6）
150
3.52E-4
3.22E-4
100
100
50
9.84E-4 0.00138 0.00167 0.00214 0.00238 0.00329 0.00362 0.00277
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9.6E-4 0.00128 0.00153 0.00196 0.00265
U
U
0
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E=
=
【分析】 ： ①实验时较难找出共振点， 故须慢慢旋转射频边限振荡器上的频率旋扭,同时仔细
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观察示波器上的信号,当巨大的噪声背景中出现一明显的突变,且该突变在扫描电压信号一 个周期的范围内仅出现三处,这时则找到了核磁共振信号。 最后在该频率位置反复细调,直到 核磁共振信号非常明显。 ②产生误差的原因有主观原因及客观： 主观原因为在判断是否等间距时存在主观的误差。 客 观原因有二：一为实验过程中有多组实验同时展开，各仪器之间存在较大干扰；二是样品未 能精确地放置于磁场中心，即未能使样品置于均匀磁场下。 （三）核磁共振弛豫时间 弛豫过程是由于物质间相互作用产生的， 发生核磁共振的前提是核自旋体系磁能级间自旋粒 子数差不为零， 而核磁共振本身是以粒子数差 n 按指数规律下降为代价的， 由于共振吸引， 系统处于非平衡态， 系统由非平衡态过渡到平衡态的过程叫弛豫过程， 弛豫是与射频场诱导 跃迁相反的机制，当两者的作用处于动态平衡时，可观察到稳定的共振信号。弛豫因涉及磁 化强度的纵向和横向分量, 因而可分为纵向弛豫和横向弛豫，纵向弛豫起因于自旋- 晶格之 间的相互作用，纵向弛豫时间 T1 反映自旋系统粒子数差从非平衡态恢复到平衡态的特征时 间常数， T1 越短表明自旋- 晶格相互作用越强。 横向弛豫 T2 源于自旋-自旋之间的相互作用， 横向弛豫时间表征了由于非平衡态进动相位相关产生的不为零的磁化强度横向分量恢复到 平衡态时相位无关的特征时间常数。 （1）实验中可通过尾波法测量样品的共振横向弛豫时间 T2 分别测量两个样品的横向弛豫时间 T2，两样品共振信号如下图所示：
核磁共振的稳态吸收
实验数据记录：1、作B 0-ν曲线，用直线拟合法求γ和g根据数据，做出B 0-ν曲线，如下图Linear model Poly1: f(x) = p1*x + p2Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 = 30.59 (16.87, 44.31) p2 = -72.86 (-227.5, 81.78)由上可知，拟合直线的斜率为30.59，即2π/γ=30.59×10-3T/MHz根据公式B 0=2πν/γ，代入数据得： γ=2.05×102MHz/T 根据公式γ=g(2πμN /h)，其中μN =3.1524515×10-14 MeVT -1，代入数据得： g=0.69频率ν(MHz) 电流I0(A) 电流I 扫(A) 磁场B 0(mT)11.126 1.707 0.78 266.6 11.166 1.713 0.781 269 11.284 1.733 0.78 273.5 11.343 1.744 0.78274.52、B0 和B1的作用是什么？它们有什么区别？B0 的作用是提供稳恒磁场，为核自旋塞曼分裂提供条件，B1是旋转磁场，它的方向与稳恒磁场垂直，作用是使能级较低处的粒子能够吸收能量从而往上跃迁，即共振。
二者区别是B0 是稳恒磁场，，B1是交流电通过边限振荡器产生的旋转磁场，方向在不断变化。
误差分析：1、示波器显示的波形，根据肉眼判断不可能调到完全的等间距，是本实验的系统误差。
2、稳恒磁场B的测量时，必须标记样品在磁场中的位置，高斯计探头位置的误差，容易导致B偏差。
3、高斯计的探头在磁场中方位的变化容易导致数据急剧变化，实验者手臂的抖动导致了高斯计读数的浮动，带来读数偶然误差。
实验小结通过本实验我掌握了核磁共振的实验原理，学会了直线拟合法求旋磁比的的实验方法。
通过对实验的改进，使我明白，科学的道路上需要探索的精神，需要不断改良方法，来实现更正确更精确的测量。
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 。
连续波核磁共振实验实验报告
连续波核磁共振实验实验报告一、实验目的与实验仪器 实验目的：（1）掌握核磁共振的基本原理和稳态吸收的实验方法； （2）用磁场扫描法（扫场法）观察核磁共振现象； （3）测定氢核和氟核的 g 因子；（4）学会核磁共振方法测定磁场，并学习校准毫特斯拉计的方法。
实验仪器：FD-CNMR-C 型连续波核磁共振实验仪，主要包括磁铁、边限振荡器、实验主 机、频率计及示波器。
二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式） 1.核磁共振的量子力学描述 1）单个核的磁共振 将氢核放入外磁场B ⃗ 中时，若此时外磁场为B 0⃗⃗⃗⃗ ，又叠加一个电磁波作用于氢核，若，则氢核会吸收电磁波能量，发生能级跃迁，产生核磁共振吸收现象，核磁共振条件为ν0=(g N ⋅μNℎ)B 0⇒ω0=γ⋅B 02）核磁共振信号强度在热平衡下，核数目在两个能级相对分布为N z N 1=exp (−ΔE kT )=exp (−g N μN B 0kT )≈1−g N μN B 0kT ，g N μN B 0≪kT 即B 0越强，越有利于观察。
2.核磁共振的经典力学描述 1）单个核的摩拉尔进动核磁矩在恒稳磁场中运动时，若在B 0⃗⃗⃗⃗ 的垂直方向外加旋转磁场B 1⃗⃗⃗⃗ ，且B 1<<B 0，B 1⃗⃗⃗⃗ 的角频率与转动方向和磁矩μ 的进动角频率和进动方向都相同，此时μ 受B 1⃗⃗⃗⃗ 的影响，ϴ角发生变化，ϴ增大时，核要从B 1⃗⃗⃗⃗ 中吸收能量，产生核磁共振，共振条件为ω=ω0=γ⋅B 02）布洛赫方程样品中多个磁矩构成磁化强度矢量M⃗⃗ 布洛赫方程dM ⃗⃗ dt =r ∙(M ⃗⃗ ×B ⃗ )−1T 2(M x i +M y j )−M z −M 0T 1k⃗ 通过坐标系变换得，u 、v 是M ⊥⃗⃗⃗⃗⃗ 在x’、y’方向分量通过u 、v 随w 的变化曲线可知，当B 1⃗⃗⃗⃗ 的角频率等于M ⃗⃗ 在磁场B 0⃗⃗⃗⃗ 中进动角频率ω0时，吸收信号最强，出现共振。
核磁共振的稳态吸收
核磁共振的稳定吸收
一、实验原理
核磁共振指处于静磁场中的核自旋体系，当其拉莫尔进动频率与作用于该体系的射频场频率相等时，所发生的吸收电磁波的现象。
带正电荷的原子核自转时具有磁性，它在磁场的赤道平面因受到力矩作用而发生偏转，其结果是核磁矩绕着磁场方向转动，这就是拉莫尔进动（或拉莫尔旋进）。
由于核磁矩有与磁场取向倾于平行的规律，经过一定时间，自旋核不再受到力矩的作用，拉莫尔进动也就停止。
如在垂直磁场的方向上加进一个与进动频率相同的射频场，核磁矩便会离开平衡位置，拉莫尔进动又重新开始。
核“自转”的速度是不变的，只要磁场强度不变，拉莫尔频率自始至终也不会改变。
某一种磁核的磁矩在磁场中可取顺磁场方向（属于低能态），也可取逆磁场方向（属于高能态）。
如果在垂直于磁场的方向加进一个射频场，当射频场的频率与原子核的拉莫尔频率相等时，处于低能态的核子便吸收射频能，从低能态跃迁到高能态，此为“核磁共振”现象。
当射频中断时，原子核就把吸收的能量释放出来，释放的强度是它们各自特征性的标志，即其正常（健康）状态的一种印记。
根据这一原理研制的“核磁共振扫描”（简称NMR），是一种新型的断层显像技术，可用于许多物体结构的测定，如化合物结构高分子化合物结晶度，高分子链立体构型成分，药物成分，生物大分子的结构，药物与生物大分子、细胞受体之间的相互作用，生物活体组织含水量，癌症诊断，人体NMR断层扫描（NMR-CT）等。
二、实验装置
五、思考题。
西安交大物理仿真实验核磁共振
西安交通大学大学物理仿真实验报告——核磁共振：***班级：*学号：*核磁共振一、实验介绍1946年伯塞尔用吸收法，布洛赫用感应法几乎同时发现物质的核磁共振现象，核磁共振是测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法。
是物理，化学，生物学研究中一项重要的实验技术，在遗传学，计量科学，石油分析中有重要应用。
本实验的目的是观察核磁共振稳态吸收现象，掌握核磁共振的实验原理和方法，测量二、实验目的1、观察核磁共振稳态吸收现象；2、掌握核磁共振的实验原理和方法；3、测量1H和19F的γ值和g值。
三、实验原理核磁共振的经典观点：从经典力学观点看，具有磁矩μ和角动量P的粒子，在外磁场B0中受到一个力矩L的作用：L=μ×B0此力矩使角动量发生变化： dP/dt=L故dμ/dt=ϒμ×B0 。
假设B0是稳恒的且沿Z方向，则上式表示μ绕B0进动，进动频率ω0=ϒB0，假设在XY平面内加一个旋转场B1，其旋转频率为ω0，旋转方向与μ进动方向一致，因而μ也绕B1进动，结果使ϴ角增大，表示粒子从B1中获得能量。
核磁共振的方法图像：本实验采用连续波吸收法，用连续的射频场作用到核系统上，由于共振使射频振荡线圈中负载发生变化，从而观察到核对频率的响应信号。
同时使用扫声法观察共振信号，在稳恒磁场迭加一交变低频调制磁场B=，使实际磁场为,当的变化使扫过ω所对应的共振磁场B=ω/时，则发生共振，当=B=2π/γ时，为等间距信号，此时可记录数据。
则可算得γ和g因子。
实验同时可观察内扫和外扫现象。
四、实验内容〔1〕观测1H的核磁共振信号。
样品用纯水，先找出共振信号，再分别改变的大小，观察共振信号位置，形状变化。
〔2〕观测1H和ϒN，gN分别记录下六组不同磁铁间矩d时所对应的以及相应的共振频率ν，再计算ϒN，gN〔3〕测量19F样品用聚四氟乙稀，分别记录下三组不同磁铁间矩d时所对应的以及相应的共振频率ν，再计算ϒN，gN五、实验仪器NMR实验装置图：核磁共振仪：磁铁的实验平台：样品：六、实验过程及原始数据1、内扫法—纯水测量六组数据，得到如下表格：2、外扫法—纯水测量六组数据，得到如下表格：再测19F的g和Y3、内扫法--聚四氟乙烯测量三组数据，得到如下表格：4、外扫法—聚四氟乙烯测量三组数据，得到如下表格：七、数据处理1. 测量1H 的γ因子和g 因子将实验数据代入原理中所述公式，得到 g=相对误差e=0.00356/5.175*100%=0.07% 所以g=5.175356γ=〔2.281203〕×108(s −1∙T −1)2.测量19F的γ因子和g因子将实验数据代入原理中所述公式，得到g=75相对误差e=0.00285/5.237*100%=% 所以g=5.237285γ=〔2.314185〕×108(s−1∙T−1)八、实验结论1、实验测得1H的γ因子和g因子为：g=5.175356γ=〔2.281203〕×108(s−1∙T−1) 2、实验测得19F的γ因子和g因子为：g=5.237285γ=〔2.314185〕×108(s−1∙T−1)。
4.核磁共振的稳态吸收
水平移动 时基调节(扫描速度)
示波器
通道选择
Y1 交替 断续 叠加
HH4314 通用示波器 25MHz
Y2(X-Y) 时基微调
INT
LIN
极性
EXT
触发
内触发 外触发
校准 信号
AC
AC
Y1 交替 断续 相加 Y2
X-Y
电源
辉度
聚焦 标尺亮度
0.5Vp-P 1KHz
发生能级间的跃迁,即发生核磁共振.
3.弛豫过程与弛豫时间
弛豫过程:共振吸收的反过程,即粒子 分布恢复平衡的过程.
弛豫时间:粒子分布恢复平衡所需的 时间.观测水或重水样品共振现象时,为了减 小弛豫时间,通常在样品中加入含顺磁离子的
物质,如 CuSO4 .
4.实验测量什么量，难点？
(z )max gN N I
E B0 塞曼能级 B0 cos m Bo
m I , I 1, , I
自旋量子数
x
o Bo
z B0
L
y
2）射频或微波场Bx 要求：1）垂直于恒场B0；2）频率满足
x o Bo
B>0 B0=0
hv
拉莫尔旋进
o Bo,反映了核磁矩不等于零的原子核
在磁场 Bo 中将以o 的角频率绕恒定磁场转进,
这就是拉莫尔旋进.
z B0
L
y
x
垂直于 Bo 的x-y平面上施加一射频场
Bx 2B1 cost
这个在x轴向偏振的交变磁场可看
作是由两个旋转方向相反的圆偏振磁
场合成，它们的角频率为 ,其中一 个旋转方向与磁矩进动方向相同.
B1 t t B1
核磁共振的稳态吸收实验研究
第 ６卷
第 ４期
实 验 科 学 与 技 术
・ｌ ・ ９
核 磁 共 振 的 稳 态 吸 收 实 验 研 究
潘 志方
（ 庆 学 院物 理 系 ，广 东 肇 庆 肇 ５ ６６ ） ２ ０ １
摘要 ：近代物理 实验是 为大学高年级学生开设 的综合性 实验课 ，对学生加 深有 关物理概 念 ，规律 的理 解 ，活跃 物理 思想 ， 掌握一些较先进 的实验 方法和技 能以及培养科研能力等有着重要作 用。为提 高近代物理 实验教 学质量 ，文章介 绍 了所采取 的 多种 实验教 学手段 和实验方式 ，并着重介绍 了核磁共振稳态吸收 实验的 简易操作方法 。
ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｇ ｍｅｈ ｏ ｔａ ｙ ｓ ｔ ａ ｙ ｏ ｅ ａｉ ｔｏ ｆｒ ｓ ｄ —ｔ ｅ ＮＭＲ ａ ｓｍｉ ｔ ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ． ｎ ｄ ｅ ａ ｉ ｌ ｉ ｘ ｉ ｓ ａｏ ｅ ｍｅ ｔ
Ｋｅ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｓ： ｍｏ ｅ ｈ ｓｃ ｘ ｒｍｅ ｔ ＮＭ Ｒ ； ｓｅ ｄ ｓａ ｅ ａ ｓｍｉａｉ ｎ； ｇ ｆｃ ｏ ｄ ｒ ｐ ｙ ｉ ｓｅ ｐｅ ｎ ｉ ｎ； ｔａ ｙ—ｔｔ ｓｉ ｌ ｔｏ ａ ｔｒ； ｎ ｃ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｔｃ ｍｏ ｅ ｔ ｕ ｌ ａ ｇ ｅ ｉ ｍ ｎ
一
用于原子核系统 ，以观察 Ｎ Ｒ波谱 ；（ ） 瞬态法 Ｍ ２ （ 即脉 冲波法） ，用 脉冲的强射 频场作用 于原 子核 系统 ，以观察核磁矩弛豫过程的 自由感应现象。本 实验讨 论 Ｎ ＭＲ 的稳 态 吸 收 ，要 求 学 生 掌 握 Ｎ ＭＲ
１ 引 言
近 代物理 实 验是 为大学 高 年级 学生开 设 的一 门 非 常重要 的综 合性 实验 课 。它所 开设 的实 验项 目以
核磁共振 (21)
实验报告李彬 PB06210107实验题目：核磁共振实验目的：观察核磁共振稳态吸收现象，掌握和磁共振基本试验原理和方法，测量1H 和19F 的γ值和g 因子。
实验原理： 1.核自旋：原子核具有自旋，其自旋角动量为：其中I 是自旋量子数，其值为伴整数或整数。
2.核磁矩：原子带有电荷，因而具有自旋磁矩，其大小为2I I negp g m μμ==121836N B p e m μμ==h 式中g 为朗德因子，对质子， 5.586g =，N m 为原子核质量，N μ为核磁子，2725.050910N A m μ-=⨯g ，令2Nqg m γ=显然有I I p μγ=，γ称为核的旋磁比。
3.核磁矩在外场中的能量：和自旋磁矩在外场中会进动，进动角频率00B ωγ=，0B 为外恒定磁场。
核自旋角动量I p 的空间取向是量子化的。
设z 轴沿0B 方向，I p 在z 方向分量只能取Iz p m =h(,1,...,1,)m I I I I =--+-Iz Iz p μγ=则核磁矩所具有的势能为I P =000I Iz E B B mB μμγ=-=-=-g h对于氢核10111(),,,222H I m E mB γ==±=m h ，两能级之间的能量差为000N E B g B ωγμ∆===h h4.核磁共振：实现核磁共振，必须有一个稳恒的外场0B 及一个与0B 和总磁矩m 所组成的平面相垂直的旋转磁场1B ，当1B 的角频率等于0ω时，旋转磁场的能量为0E ω=∆h ，则核吸收此旋转磁场的能量，实现能级间的跃迁，即发生和磁共振。
此时应满足：00N E g B ωμ∆==h hNgμγ=h00B ωγ=数据处理：1．观察1()H 的核磁共振信号（图像见坐标纸）:(1)固定电压调节射频场的频率：如图所示,当B 0恒定时，通过低频调制场的作用磁场B 以B 0为中心作周期性振动，当γω=B 时，会发生共振，调节射频场的频率ｆ可以改变射频场的周期T ，使得B 扫过共振幅度的时间间隔发生变化，因此示波器所显示的信号间距∆发生变化，ｆ增加，T 减小，∆减小。
4-1 核磁共振实验报告
近代物理实验报告指导教师： 得分：实验时间： 2009 年 MM 月 DD 日， 第 WW 周， 周 DD ， 第 5-8 节实验者： 班级 材料0705 学号 200767025 姓名 童凌炜同组者： 班级 材料0705 学号 200767007 姓名 车宏龙实验地点： 综合楼 407实验条件： 室内温度 ℃， 相对湿度 %， 室内气压实验题目： 核磁共振实验实验仪器：（注明规格和型号）核磁共振实验装置、 示波器、 频率计数器实验目的：1. 观察核磁共振稳态吸收现象2. 掌握核磁共振的实验原理和方法， 并测出19F 核的朗德g 因子实验原理简述：核磁共振是指自旋不为零的原子， 在恒稳磁场的作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。
要实现核磁共振， 需要把核磁矩不为零的样品至于恒稳磁场B-0中， 并在垂直于B-0的方向上施加一个角频率为ω的交变磁场B-1， 若满足条件0B γω=， 便会在核磁矩Zeeman 能级间发生共振跃迁。
共振频率的大小与磁场B0的大小成正比。
原子核的回磁比γ是反映核结构的重要参数， 与朗德因子有这样的关系NNg Pμμγ==。
又已知核磁矩在磁场方向的投影为 m z γμ=， 若以z μ的最大值作为μ的代表值的话， 则有这样的关系成立：I g I N N z μγμμ=== (max)因而如果自旋量子数I 已知， 并且求得了γ或gN, 则核磁矩μ的值便确定了。
实验中为了观察核磁共振信号， 可以采用两种方法， 一是扫频法， 即是固定恒稳磁场B-0， 让射频场B-1的角频率ω连续变化而通过共振区， 读取共振信号。
二是扫场法， 即固定B-1 的角频率不变， 让B-0连续变化而扫过共振区。
实验中一般使用扫场法， 即在恒稳磁场B-0上叠加一个交变低频调制磁场ft B B m π2sin '=， 当B ’变化使得B-0+B ’扫过ω所对应的共振磁场B=ω/γ时， 就回发生核磁共振并且能够在示波器上看到共振信号。
核磁共振实验报告-中科大学生作-请自行参考
核磁共振系别：11系 学号：PB06210381 姓名：赵海波实验目的：观察核磁共振稳态吸收现象，掌握核磁共振的实验基本原理和方法，测量H 1和F 19的γ值和g 因子。
实验原理： 1．核自旋原子核具有自旋，其自旋角动量为h I I p )1(1+=（1）其中I 是核自旋量子数，其值为半整数或整数。
当质子数和质量数均为偶数时，I=0，当质量数为偶数而质子数为奇数时，I=0,1,2…，当质量数为奇数时，I=2n （n=1，3,5…）．2．核磁矩原子核带有电荷，因而具有子旋磁矩，其大小为)1(211+==I I g p m egN Nμμ （2）NN m eh2=μ （3）式中g 为核的朗德因子，对质子，g ＝5.586，N m 为原子核质量，N μ为核磁子，N μ＝227100509.5m A ⋅⨯-，令g m eN2=γ （4）显然有I I p γμ=（5）γ称为核的旋磁比。
3．核磁矩在外磁场中的能量核自旋磁矩在外磁场中会进动。
进动的角频率00B γω=（6）0B 为外恒定磁场。
表2.3.1-1列出了一些原子核的自旋量子数、磁矩和进动频率。
核自旋角动量I p 的空间的取向是量子化的。
设z 轴沿O B 方向，I p 在z 方向分量只能取mh p Iz = （m=I ，I-1，…，-I+1，-I ） （7）Iz Iz p γμ=（8）则核磁矩所具有的势能为000mB h B B E Iz I γμμ-=-=⋅-=（9）对于氢核（H 1），Ｉ＝21，m ＝21 ，021B h E γ =，两能级之间的能量差为000B g B h h E N μγω===∆（10）E ∆正比于O B ，由于N m 约等于电子质量的18401，故在同样的外磁场O B 中，核能级裂距约为电子自旋能级裂距的18401，这表明核磁共振信号比电子自旋共振信号弱的多，观测起来更困难。
４．核磁共振实现核磁共振，必须有一个稳恒的外磁场O B 及一个与O B 和总磁矩m 所组成的平面相垂直的旋转磁场1B ，当1B 的角频率等于0ω时，旋转磁场的能量为E h ∆=0ω，则核吸收此旋转磁场能量，实现能级间的跃迁，即发生核磁共振。
核磁共振实验报告
核磁共振实验报告姓名：任宇星 班级：F1407204（致远物理） 学号：5140729003指导老师：杨文明 实验日期：2016.5.6一、 实验目的1•了解核磁共振基本原理；2 •观察核磁共振稳态吸收信号及尾波信号；3 .用核磁共振法校准恒定磁场B 0;4•测量朗德因子g o二、 实验仪器数字频率计、示波器、永久磁铁、扫场线圈、探头（含电路盒和样品盒）、 可调变压器、220 V/6 V 变压器、NM120台式核磁共振成像仪；聚四氟乙烯、水（掺有杂质）、食用油、乙醇、纯净水样品。
三、实验原理1、核磁共振原理及条件原子的总磁矩卩j 和总角动量P 存在如下关系：其中g 为朗德因子，卩B 为波尔磁子，丫为原子的旋磁比。
对于自旋不为0的粒子，原子的总磁矩卩j 和总角动量P 也存在上述关系。
按照量子理论，原子核存在核自旋和核磁矩，在外磁场B 中能级将发生赛 曼分裂。
记相邻能级间具有能量差 4E,当有外界条件提供与目同的磁能时， 将引起相邻赛曼能级之间的磁偶极跃迁。
如果向赛曼能级的能量差为4E = 型的氢核发射能量为E= hv 的光子，当2 n吸收跃迁现象称为“核磁共振”从中，我们也可以看出，核磁共振发生的 条件是电磁波的频率为3 = Y BY B h 2n=hv 时，氢核将吸收这个光子, 由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级 这种共振2、用扫场法产生核磁共振在实验中要使4E= 驾=hv并不是那么容易的。
主要原因是外磁场不容易控制在一个特定的值。
因此我们可以在一个永磁体B o上叠加一个低频交流磁场B=Bsin泌使氢原子能级能量差2?? (B0+ Bmsin①»有一个可以调节的变化区间。
我们调节射频场的频率v使射频场的能量hv处于上述区间，这样在某一瞬间Y? __hv=—(B0 + Bmsin wt即可成立。
从而可以通过读取共振时对应频率得到本征频率。
B —+ 3* cosCJfOms3、自旋回波自旋回波(Spin Echo)是射频脉冲与静磁场中核磁矩体系相互作用的结果。
核磁共振实验报告及数据-推荐下载
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，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。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。
核磁共振稳态吸收2_图文
1.核磁共振稳态吸收一、实验目的1、了解核磁共振基本原理2、利用核磁共振方法测量样品的磁旋比γ、核朗德因子和原子核磁矩3、了解利用核磁共振精确测量磁场强度的方法二、实验原理三、实验技术方法四、实验内容步骤和分析五.实验数据分析及处理：1.对于H 1的处理如下：通过实验测得H 1的射频场频率v 和用高斯计测量的样品的稳恒磁场强度B 如表1.表1对磁场和频率求平均值得到：MHz v 0239.20=，T B 3084.0=.H 1的旋磁比B vπγ2==4.0796T /Hz 108⨯。
然后计算朗德因子lu N g γ=。
磁炬pm el u 2 ==J/T 10051.527-⨯。
故得到gN=8.51.跟据理论得到的理论值()5851.5=theory N g 。
故得到误差为()52.0)(==-theory N theory N N g g g w 。
根据数据制作的图如图1、2.图1.H 1的幅值与仿真时间爱的关系图1图2.H 1的幅值与仿真时间爱的关系图22.对于由的处理如下表2对磁场和频率求平均值得到：.3098.0,03736.20T B MHz v ==通过记录数据作图如下图3、4.the relationship of Votage and timetv o t a g e-10-9-8-7-6-5-4tv图3.油的幅值与仿真时间爱的关系图1图4.油的幅值与仿真时间爱的关系图2误差分析：对于H 1得到实验误差是0.52.由于测得的实验值的磁场太小，可能是因为高斯计的灵敏度不是很好，通过与周围其他组的对比，我们的实验数据没有太大的区别，所以实验操作的问题应该很少。
具体问题我认为是高斯计不灵敏和磁场太小，不能测出接近或者误差更小的实验结果。
对于油，由于实验数据不确定，只能展示出其两个图像。
六.思考与讨论：1.观测NMR 共振时需要提供哪几种磁场？他们各起什么作用？答：有两种。
1.恒磁场恒Ｂ，使核自旋与恒磁场发生相互作用，然后核能级发生塞曼分裂。
核磁共振
核磁共振实验一. 实验目的：观察核磁共振稳态吸收现象掌握核磁共振实验的基本原理和方法。
测量1H 和19F 的γ值和g 因子二. 实验原理：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:0B h E γ=∆ （1）其中：γ为粒子的旋磁比，h 为约化普朗可常数，B 0为稳恒外磁场。
如果此时再在稳恒外磁场的垂直方向给粒子加上一个高频电磁场，该电磁场的频率为ν，能量为:νh （2）当该能量等于粒子分裂后两能级间的能量差ΔE 时即：o B h h γν= （3）低能极上的粒子就要吸收高频电磁场的能量产生跃迁，即所谓的磁共振。
三. 实验设备a. 样品（sample ）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 0约为0.55T 。
c. 边限振荡器：产生射频场,提供一个垂直与稳恒外磁场的高频电磁场，频率z H ν。
d. 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。
e. 绕在永磁铁外的磁感应线圈：其提供一个叠加在永磁铁上的扫场。
f. 调压变压器：为磁感应线圈提供50周的扫场电压。
g. 频率计：读取射频场的频率。
h. 示波器：观察共振信号。
图一四. 实验原理由公式（3）可知，为了实现核磁共振有两种实验方法：1．固定外磁场B 0，调节高频电磁场频率ν，实现核磁共振，此为扫频法。
2．固定高频电磁场频率ν，调节外磁场B 0，实现核磁共振，此为扫场法。
本实验用的是第二种实验方法，即扫场法。
在本实验要测的一个物理量是氢质子的γ因子，由公式（3）可知，只要知道B 0，ν即可求得γ，B 0在实验设备中已标定（如0.55T ），ν可由频率计测出。
但是仅此，在本实验中γ是无法用实验求出的。
因为本实验中两能级的能量差是一个精确，稳定的量。
核磁共振的稳态吸收
嘉应学院物理系普通物理实验学生实验报告实验项目：核磁共振的稳态吸收实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：年月日一、实验目的：1．了解核磁共振的基本原理及其实验现象2．掌握利用稳态吸收法测量核的回磁比和核磁矩的方法二、实验仪器和用具：由电磁铁．扫描线圈．50Hz 的交流电源．边线振荡器．探头．样品．频率计．示波器．特斯拉计等几部分组成三、实验原理：（一）磁场对磁矩的作用由上述介绍可知：具有核磁矩的原子核，在一个稳恒磁场0B 和一个旋转的弱磁场1B的作用下，当弱磁场1B 的旋转频率ω等于磁矩的旋进频率0ω时，原子核就会从磁场1B中吸收能量，使自己的能量增加，发生核磁共振现象，其条件可以表示为：实验中分别测出ω和0B 大小，则可以算出旋磁比γ，由因为Ig μγ=则可以求出朗德因子g ，再根据公式)1(+==I I P I I γγμ＝)1(+I I g N μ当若将原子核置于外磁场0B 中，磁矩在0B的作用下进动，同理磁矩的在磁场方向上的分量z μ也是量子化的，只能取以下数值：m g m N z μγμ== I I I I m -+--=,1,,1, ，为磁量子数。
其最大值为： I g m N z μγμ== max )(，我们通常说的原子核磁矩就是指此最大值，对某原子核其自旋量子数I 是确定的，利用此式则可以求出磁矩；例对于最简单的情况氢核则：＝（（二）核磁共振信号的观测 1． 实现核磁共振的方法：由核磁共振产生的条件00B γωω==可知，可用两种方法实现核磁共振，即保持磁场0B不变，改变旋转磁场的频率0ω称为扫频法和保持旋转磁场的频率0ω，改变扫描磁场的值称为扫场法，本实验采用扫频法。
2． 对稳恒磁场的要求由核磁共振产生的条件00B γωω==还可以看出，对于一定的磁场，其共振频率为一确定值，即属于点共振；但由于共振信号有一定的宽度，同时也为了便于观察，实验时要在稳恒磁场0B 上加一个低频扫描调制磁调制磁场m B ＝t B m ωsin 0，此时样品所在的磁场为0B ＋m B，由于调制磁场的幅值较小，磁场的方向仍然保持不变，只是磁场的幅值按调制磁场的频率呈现周期性变化，相应的拉莫尔进动的频率0ω发生变化，即)(00m B B+=γω。
核磁共振实验报告_4
核磁共振实验报告1．一、实验目的:2．掌握核磁共振的原理与基本结构；3．学会核磁共振仪器的操作方法与谱图分析；4．了解核磁共振在实验中的具体应用；二、实验原理核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。
原子核是带正电荷的粒子, 其自旋运动将产生磁矩, 但并非所有同位素的原子核都有自旋运动, 只有存在自选运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自选运动与自旋量子数I有关。
I=0的原子核没有自旋运动。
I≠0的原子核有自旋运动。
1)原子核可按I的数值分为以下三类:中子数、质子数均为偶数, 则I=0, 如12C.16O、32S等。
中子数、质子数其一为偶数, 另一为基数, 则I为半整数, 如：I=1/2；1H、13C.15N、19F、31P等；I=3/2；7Li、9Be、23Na、33S等；I=5/2；17O、25Mg、27Al等；2)I=7/2, 9/2等。
中子数、质子数均为奇数, 则I为整数, 如2H、6Li、14N等。
a.以自旋量子数I=1/2的原子核（氢核）为例, 原子核可当作电荷均匀分布的球体, 绕自旋轴转动时, 产生磁场, 类似一个小磁铁。
当置于外加磁场H0中时, 相对于外磁场, 可以有（2I+1）种取向:b.氢核（I=1/2）, 两种取向（两个能级）:c.与外磁场平行, 能量低, 磁量子数ｍ＝＋1/2;与外磁场相反, 能量高, 磁量子数ｍ＝－1/2;正向排列的核能量较低, 逆向排列的核能量较高。
两种进动取向不同的氢核之间的能级差: △E= μH0 （μ磁矩, H0外磁场强度）。
一个核要从低能态跃迁到高能态, 必须吸收△E的能量。
让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射, 当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时, 处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。
这种现象称为核磁共振, 简称NMR。
三、仪器设备结构1)核磁共振波谱仪（仪器型号: Bruker A V ANCE 400M）由以下三部分组成:2)操作控制台: 计算机主机、显示器、键盘和BSMS键盘。
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核磁共振的稳态吸收材料物理 07305883 毛骏 合作人：张广炜一、实验目的1、了解核磁共振原理2、利用核磁共振方法确定样品的旋磁比γ、朗德因子g N 和原子核的磁矩μI3、用核磁共振测磁场强度二、实验原理1．单个核的磁共振通常将原子核的总磁矩在其角动量P方向上的投影μ称为核磁矩，它们之间的关系通常写成P m e g P PN∙∙=∙=2μγμ或式中PN m e g 2∙=γ称为旋磁比；e 为电子电荷；m 为质子质量；N g 为朗德因子。
对氢核来说，5851.5=N g按照量子力学，原子核角动量的大小由下式决定 ()h I I P 1+=式中π2h h =，h 为普朗克常数。
I 为核的自旋量子数，可以取 ,23,1,21,0=I 对核来说21=I把氢核放入外磁场B 中，可以取坐标轴ｚ方向为B 的方向。
核的角动量在B方向上的投影值由下式决定h m P B = （2—3）式中m 称为磁量子数，可以取I I I I m ----=),1(,1, 。
核磁矩在B方向上的投影为m m eh g P m e g PN B PNB )2(2==μ将它写为m g N N B μμ= （2—4）式中2715.0578710N JT μ--=⨯称为核磁子，是核磁矩的单位。
磁矩为μ的原子核在恒定磁场B中具有的势能为mB g B B E N N B μμμ-=-=∙-=任何两个能级之间的能量差为)(2121m m B g E E E N N m m --=-=∆μ （2—5） 考虑最简单情况，对氢核而言，自旋量子数21=I ，所以磁量子数m 只能取两个值，即2121-==和m 。
磁矩在外磁场方向上的投影也只能取两个值，如图2—1中的（a ）所示，与此相对应的能级如图2—1中（b ）所示。
根据量子力学中的选择定则，只有1±=∆m 的两个能级之间才能发生跃迁，这两个能级之间的能量为B g E N N ∙=∆μ由这个公式可知：相邻两个能级之间的能量差E ∆与外磁场B的大小成正比，磁场越强，则两个能级分裂也越大。
如果实验时外磁场为0B，在该稳恒磁场区域又叠加一个电磁波作用于氢核，如果电磁波的能量0hv 恰好等于这时氢核两能级的能量差0B g N N μ，即 00B g hv N N μ= （2—7）则氢核就会吸收电磁波的能量，由21=m 的能级跃迁到21-=m 的能级，这就是核磁共振的吸收现象式（２—７）就是核磁共振条件。
为了应用上的方便，常写成 0000,)(B B hg v NN ⋅=⋅=γϖμ即 （2—8）2． 核磁共振信号的强度上面讨论的是单个的核放在外磁场中的核磁共振理论。
但实验中所用的样品是大量同类核的集合。
如果处于高能级上的核数目与处于低能级上的核数目没有差别，则在电磁波的激发下，上下能级上的核都要发生跃迁，并且跃迁几率是相等的，吸收能量等于辐射能量，我们就观察不到任何核磁共振信号。
只有当低能级上的原子核数目大于高能级上的核数目，吸收能量比辐射能量多，这样才能观察到核磁共振信号。
在热平衡状态下，核数目在两个能级上的相对分布由玻尔兹曼因子决定：)exp()exp(012kTB g kTE N N N N μ-=∆-= （2—9）式中N 1为低能级上的核数目，N 2为高能级上的核数目，E ∆为上下能级间的能量差，ｋ为玻尔兹曼常数，Ｔ为绝对温度。
当kT B g n N <<0μ时，上式可以近似写成kTB g N N N N 0121μ-= （2—10）上式说明，低能级上的核数目比高能级上的核数目略微多一点。
对氢核来说，如果实验温度 T=300K ，外磁场B 0=1T ，则61216121071075.61--⨯≈-⨯-=N N N N N 或这说明，在室温下，每百万个低能级上的核比高能级上的核大约只多出７个。
这就是说，在低能级上参与核磁共振吸收的每一百万个核中只有７个核的核磁共振吸收未被共振辐射所抵消。
所以核磁共振信号非常微弱，检测如此微弱的信号，需要高质量的接收器。
由式(2—10)可以看出，温度越高，粒子差数越小，对观察核磁共振信号越不利。
外磁场0B 越强，粒子差数越大，越有别于观察核磁共振信号。
一般核磁共振实验要求磁场强一些，其原因就在这里另外，要想观察到核磁共振信号，仅仅磁场强一些还不够，磁场在样品范围内还应高度均匀，否则磁场多么强也观察不到核磁共振信号。
原因之一是，核磁共振信号由式（2—7）决定，如果磁场不均匀，则样品内各部分的共振频率不同。
对某个频率的电磁波，将只有少数核参与共振，结果信号被噪声所淹没，难以观察到核磁共振信号。
三、仪器与装置核磁共振实验仪主要包括磁铁及调场线圈、探头与样品、边限振荡器、磁场扫描电源、频率计及示波器。
实验装置如图（2—7）所示：四、实验内容（1）首先将探头旋进边限振荡器后面指定位置，并将测量样品插入探头内；（2）将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组，是等同的，实验中可任选一组），并经磁场扫描电源机箱后面板上的接线头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接；（3）将边限振荡器的“共振信号”输出用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”，“频率输出”用Q9线线接频率计的A 通道(频率计的通道选择：A 通道，即1HZ —100MHZ;FUNCTION 选择：FA;GATETIME 选择：1S)；（4）移动边限震荡器将探头连同样品放入磁场中，并调节边限振荡器机箱低部四个调节螺丝，使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直； （5）打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源，准备后面的仪器调试。
（6）调出共振信号后，记下此时频率计的读数，用特斯拉计测出样品所在处的磁场强度。
（7）用平均法或线性模拟计算样品（核）的旋磁比γ、朗德因子N g 和磁矩I μ （8）与理论值进行比较，进行误差分析五、实验数据记录与分析对上表数据进行分析：（1）用平均法对数据进行分析处理：1014698.2Gs=0.46982ii B BT ===∑107120.01764M H Z=2.00176410ii H Z νν===⨯∑7712.00176410 4.261100.46982HZHZTBTν-⨯=≈⨯旋磁比为2π×上式 所以 7812*2 2.00176410=2.677100.46982HZHZTBTπνπγ-⨯⨯=≈⨯因为m pgp1N12e =μ=p1γ,m p n2/e =μ=5.050787×10−27 JT −1所以3472716.6261910JS 2.00176410 5.58180.46982 5.0578710JTN Nh H Zg B T νμ---⨯⨯⨯==≈⨯⨯3472616.6261910JS 2.001764100.5 1.41210JT0.46982II N N I h m HZ g m BTνμμ---⨯⨯⨯⨯===≈⨯误差分：理论值 5.5851g =理 ，相对误差为5.5818 5.58510.06%5.5818N Ng g g η--===理（2）用线性模拟法处理数据用电脑软件对数据进行线性模拟，得出模拟直线的斜率为 -1710.0046M H Z *G s4.610H Z T Bν-==⨯ 旋磁比 71812*=2 4.610 2.8910H Z T H Z TBπνγπ--=⨯⨯≈⨯朗德因子 34712716.6261910J S 4.6106.0265.0578710J TN Nh H Z T g B νμ----⨯⨯⨯==≈⨯ 核磁矩为 34712616.6261910JS 4.6100.5 1.52410JTII N N I h m g m H Z TBνμμ----===⨯⨯⨯⨯≈⨯误差：理论值 5.5851g =理 ，因此相对误差为6.0265.58517.3%6.026N Ng g g η--===理六、思考题1.观测NMR共振时需要提供几种磁场？起什么作用？答：（1）稳恒磁场。
它是核磁共振实验装置的核心，要求磁铁能够产生尽量强的、非常稳定、非常均匀的磁场首先，强磁场有利于更好的观察核磁共振信号；其次，磁场空间分布均匀性和稳定性越好则核磁共振实验仪的分辨率越高。
（2）扫描磁场。
弱的扫描磁场叠加在主磁场（即稳恒磁场）上，时作用于样品的外磁场周期性变化。
扫过共振点时，发生共振吸收。
2.扫场法合扫频法各有什么特点？本实验那些过程使用扫频法？答：扫场法，即把射频场B的频率ω固定，而让磁场0B 连续变化，通过共振区域。
扫场法简单易行，确定共振频率比较准确。
扫频法，即让磁场B固定，使射频场B的频率ω连续变化，通过共振区域。
本实验中，在调整共振现象时，用到了扫场法。
核磁共振的稳态吸收（预习）07305883 毛骏【实验目的】1、了解核磁共振原理2、利用核磁共振方法确定样品的旋磁比γ、朗德因子g N 和原子核的磁矩μI3、用核磁共振测磁场强度【实验原理】3．单个核的磁共振通常将原子核的总磁矩在其角动量P 方向上的投影μ称为核磁矩，它们之间的关系通常写成P m e g P PN∙∙=∙=2μγμ或式中PN m e g 2∙=γ称为旋磁比；e 为电子电荷；m 为质子质量；N g 为朗德因子。
对氢核来说，5851.5=N g按照量子力学，原子核角动量的大小由下式决定 ()h I I P 1+=式中π2h h =，h 为普朗克常数。
I 为核的自旋量子数，可以取 ,23,1,21,0=I 对核来说21=I把氢核放入外磁场B 中，可以取坐标轴ｚ方向为B 的方向。
核的角动量在B方向上的投影值由下式决定h m P B = （2—3）式中m 称为磁量子数，可以取I I I I m ----=),1(,1, 。
核磁矩在B方向上的投影为m m eh g P m e g PN B PNB )2(2==μ将它写为m g N N B μμ= （2—4）式中2715.0578710N JT μ--=⨯称为核磁子，是核磁矩的单位。
磁矩为μ的原子核在恒定磁场B中具有的势能为mB g B B E N N B μμμ-=-=∙-=任何两个能级之间的能量差为)(2121m m B g E E E N N m m --=-=∆μ （2—5） 考虑最简单情况，对氢核而言，自旋量子数21=I ，所以磁量子数m 只能取两个值，即2121-==和m 。
磁矩在外磁场方向上的投影也只能取两个值，如图2—1中的（a ）所示，与此相对应的能级如图2—1中（b ）所示。
根据量子力学中的选择定则，只有1±=∆m 的两个能级之间才能发生跃迁，这两个能级之间的能量为B g E N N ∙=∆μ由这个公式可知：相邻两个能级之间的能量差E ∆与外磁场B的大小成正比，磁场越强，则两个能级分裂也越大。