FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪使用说明(100126)

FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪使用说明(100126)

仪器使用说明

TEACHER'S GUIDEBOOK

FD-PNMR-C

脉冲核磁共振实验仪

中国.上海复旦天欣科教仪器有限公司Shanghai Fudan Tianxin Scientific & Educational Instruments Co.,Ltd.

FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪使用说明

一、概述

当受到强磁场加速的原子束加以一个已知频率的弱振荡磁场时原子核就要吸收某些频率的能量，同时跃迁到较高的磁场亚层中。通过测定原子束在频率逐渐变化的磁场中的强度，就可测定原子核吸收频率的大小。这种技术起初被应用于气体物质，

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后来通过斯坦福的布洛赫（Bloch）和哈佛大学的珀塞尔（Puccell）的工作扩大应用到液体和固体。布洛赫小组第一次测定了水中质子的共振吸收，而珀塞尔小组第一次测定了固态链烷烃中质子的共振吸收，两人因此获得了1952年的诺贝尔物理学奖。

自从1946年进行这些研究以来，由于核磁共振的方法和技术可以深入物质内部而不破坏样品，并且具有迅速、准确、分辨率高等优点，所以得到迅速发展和广泛应用，现今已从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗以及材料等学科，在科研和生产中发挥了巨大的作用。

实验上观察核磁共振现象的方法一般分为连续波法（CW-NMR）和脉冲傅立叶变换法（FT-NMR）。

连续波核磁共振是连续施加单一频率的电磁波，在电磁波作用能与自旋系统弛豫效应达到平衡时进行信号获取，因此只能激励某一频率的信号。

脉冲傅立叶变换核磁共振采用脉冲射频场作用到核系统上，观察核系统对脉冲的响应，并利用快速傅立叶变换（FFT）技术将时域信号变换成频域信

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号，这相当于多个单频连续波核磁共振波谱仪在同时进行激励，因此在较大范围内就可以观察到核磁共振现象，并且信号幅值为连续波溥仪的两倍，目前绝大部分核磁共振波谱仪采用脉冲法，而核磁共振成像仪则清一色地采用脉冲法。

由上海复旦天欣科教仪器有限公司生产的FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪在复旦大学近代物理实验室多年研究的基础上改进提高完成，该仪器采用DDS数字合成技术作脉冲发射源，磁铁恒温采用PID控制技术，实验数据稳定可靠、测试方便、实验内容丰富，可以用于高等院校专业物理课程的近代物理实验以及设计性、研究性实验，也可用于核磁共振基本参数测试使用。

二、仪器简介

FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪主要由恒温箱体（内装磁铁及恒温装置）、射频发射主机（含调场电源）、射频接收主机（含匀场电源以及恒温显示）三部分构成。仪器外观如下图所示。另外实验时还需要一台PC机。

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图1 FD-PNMR-C 型脉冲核磁共振实验仪装置

三、技术指标

1． 调场电源 最大电流0.5A 电压调节

0-6.00V

2． 匀场电源 最大电流0.5A 电压调节

0-6.00V

3． 共振频率 20.000MHz

4． 磁场强度 0.470T 左右

5． 磁极直径 100mm

6． 磁极间隙 20mm

7． 磁场均匀度 10ppm （mm mm mm 101010⨯⨯）

8． 恒温温度 36.500

C

9． 磁场稳定度 磁体恒温4小时磁场达到稳

定，每分钟拉莫尔频率漂移小于5Hz

四、实验项目

1．了解脉冲核磁共振的基本实验装置和基本物理思想，学会用经典矢量模型方法解释脉冲核磁共振中的一些物理现象。

2．用自由感应衰减法测量表观横向弛豫时间*

T，

2

分析磁场均匀度对信号的影响。

3．用自旋回波法测量不同样品的横向弛豫时间

T。

2

4．用反转恢复法测量不同样品的纵向弛豫时间

T。

1 5．调节磁场均匀度，通过傅里叶变换测量样品的化学位移。

6．测量不同浓度硫酸铜溶液中氢原子核的横向弛

豫时间

T和纵向弛豫时间1T，测定其随CuSO4浓度的

2

变化关系。（选做）

五、注意事项

1. 因为永磁铁的温度特性影响，实验前首先开机预热3-4个小时（不同室温情况下，恒温稳定时间有所区别），等磁铁稳定在C050.36时再开始实验。

2. 仪器连线时应严格按照说明书要求连接，避免出

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错，损坏主机。

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脉冲核磁共振实验

【实验目的】

1.了解脉冲核磁共振的基本实验装置和基本物理思想，学会用经典矢量模型方法解释脉冲核磁共振中的一些物理现象。

2.用自由感应衰减法测量表观横向弛豫时间*

T，分析

2

磁场均匀度对信号的影响。

3.用自旋回波法测量不同样品的横向弛豫时间

T。

2

4.用反转恢复法测量不同样品的纵向弛豫时间

T。

1

5.调节磁场均匀度，通过傅里叶变换测量样品的化学位移。

6.测量不同浓度硫酸铜溶液中氢原子核的横向弛豫

时间

T和纵向弛豫时间1T，测定其随CuSO4浓度的变化

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关系。（选做）

【实验原理】

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，美国哈佛大学的珀塞尔等人，报道了他们在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号；1946年，美国斯坦福

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