共振简单研究共16页文档
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光磁共振_精品文档
光磁共振1. 实验目的1.1. 掌握光抽运、磁共振、光检测的思想方法和实验技巧，研究原子超精细结构塞曼子能 级间的磁共振。
1.2. 测定铷同位素Rb 87和Rb 85的ｇF 因子，测定地磁场。
2. 实验仪器实验仪器包括：光（泵）磁共振实验仪、射频信号发生器、数字频率计、二通道型数字存储示波器、直流数字电压表等。
其中，光（泵）磁共振实验仪由主体单元和辅助源两部分组成。
主体单元是实验的核心部分，基本结构如图6-1所示。
图6-1 光（泵）磁共振实验仪主题单元示意图3. 实验原理3.1. 铷原子的超精细结构及其塞曼分裂铷是一价碱金属原子、天然铷中含有两种同位素： Rb 87和Rb 85。
根据LS 耦合产生精细结构，它们的基态是52S 1/2，最低激发态是52P 1/2和52P 3/2的双重态。
对Rb 87,52P 1/2--52S 1/2跃迁为D 1线(7948Åλ=)，52P 3/2-52S 1/2为D 2线(7200Åλ=)。
铷原子具有核自旋I ，相应的核自旋角动量为PI ，核磁矩为μI 。
在弱磁场中要考虑核自旋角动量的耦合，即PI 和PJ 耦合成总角动量PF ，F 为总量子数：F=I ＋J ．…，|I-J|。
对Rb87，I=3/2，因此Rb87的基态有两个值：F=2和F=1。
对Rb85，I=5/2，因此85Rb 的基态有F ＝3和F ＝2。
由量子数F 标定的能级称为超精细结构能级。
原子总角动量F P 与总磁矩F μ之间的关系2F FF eg P mcμ=- (6-1) 其中()()()()F F 1J J 1I I 1g =g 2F F 1F J+++-++ (6-2)当非磁性物质铷原子处于弱的外磁场B 中时，铷原子获得附加的能量F m F F F B E m g B μ=-⋅=μB (6-3)其中B μ为玻尔磁子，F m 为磁量子数，共有21F +个数值,1,...,F m F F F =--因此，对应于总量子数F 的超精细结构能级分裂成21F +个塞曼子能级。
核磁共振_精品文档
实验五十二 核磁共振核磁共振技术（Nuclear Magnetic Resonance, 简称NMR ）是布洛赫（Felix Bloch ）和珀塞尔(Edward Purcell)于1945年分别独立的发明的, 此方法能够大大提高核磁矩测量的精度，他们因此获得了１９５２年的诺贝尔物理学奖。
此后许多科学家进入此研究领域，使其迅速发展成为一门新兴的实验技术。
如今NMR 不仅是一种直接而准确的测量原子核磁矩的方法, 而且已成为研究物质微观结构的工具，如研究有机大分子结构，精确测量磁场及固体物质的结构相变，等等。
另外，由于这种方法在对样品进行测量时，不会破坏样品，也不会破坏物质的化学平衡态，所以尤其适用于生命机体的研究。
二十世纪70年代利用超导磁体造出了8T 的磁场，使得核磁共振仪的分辨率大大提高。
瑞士科学家恩斯特(Richard R Ernst )就因在发展核磁共振光谱高分辨方法上取得的成就获得了1991年诺贝尔化学奖。
1９７３年，美国科学家保罗·劳特布尔（Paul Lauterbur ）发现利用核磁共振信号可以绘制物体某个截面的内部图像。
随后，英国科学家彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield ）进行了进一步验证和改进，发现不均匀磁场的快速变化可以更快地绘制物体内部结构图像，他还证明可以用数学方法分析所获得的数据，为利用计算机快速绘制图像奠定了基础。
在这两位科学家研究成果的基础上，第一台医用核磁共振成像仪于２０世纪８０年代初问世，其最大优点是能够在对身体没有损害的前提下，快速地获得患者身体内部结构的高精确度立体图像。
利用这种技术，可以诊断以前无法诊断的疾病，特别是脑和脊髓部位的病变；可以为患者需要手术的部位准确定位；可以更准确地跟踪患者体内的癌变情况。
如今全世界已经安装了2万多台核磁共振成像仪，每年有数以千万计的患者接受此项检查。
本实验以氢核为主要研究对象，目的在于掌握核磁共振技术的基本物理原理和信号探测方法。
波尔共振_精品文档
波尔共振实验十六玻尔共振振动是物理学中一种重要的运动，是自然界最普遍的运动形式之一。
振动可分为自由振动（无阻尼振动）、阻尼振动和受迫振动。
振动中物理量随时间做周期性变化，在工程技术中，最多的是阻尼振动和受迫振动，及由受迫振动所导致的共振现象。
共振现象一方面对建筑物有破坏作用，另一方面却有许多实用价值能为我们所用。
如利用共振原理设计制作的电声器件，利用核磁共振和顺磁共振研究物质的结构等。
本实验用波耳共振仪研究阻尼振动和受迫振动的特性。
[实验目的]1．观察阻尼振动，研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。
2．观察共振现象，研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
3．学习闪频法测定运动物体的定态物理量，相位差。
[实验原理]当一个物体在持续的周期性外力作用下发生振动时，称为受迫振动，周期性外力称为强迫力。
若周期性外力按简谐振动规律变化的，则这种受迫振动也是简谐振动。
在稳定状态，振幅恒定不变，振幅大小与强迫力的频率、振动系统的固有振动频率及阻尼系数有关。
振动系统同时受到阻尼力和强迫力作用，作受迫振动。
在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化相位不同，有一个相位差。
当强迫力频率与振动系统固有频率相同时会产生共振，此时相位差90o，振幅最大。
波尔共振仪的摆轮在弹性力矩作用下作自由摆动，在电磁阻尼力矩作用下产生阻尼振动。
通过观察周期性强迫力阻尼振动，可以研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动幅频特性和相频特性，以及不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
设周期性强迫力矩：M0cot；电磁和空气阻尼力矩：bd；振动系统的弹性力矩：dtk则摆轮的运动方程为：d2dJ2kbMocot（16-1）dtdt式中J为摆轮的转动惯量，令02Mkb,2,mo，o、和m分别称固有频JJJ率、阻尼系数和强迫力矩。
则式（15-1）变为d2d22omcot（16-2）2dtdt此式称为阻尼振动方程，其解为：1etco(ft)2co(to)（16-3）由此式可见，受迫振动由两部分组成：①阻尼振动：1etco(ft)，此阻尼振动经过一定时间后将衰减消失。
共振的实验方法简单
共振的实验方法简单共振是物理学中的一个重要现象，它在生活中随处可见。
无论是钟摆的摆动、琴弦的演奏，还是桥梁的震动，都与共振有关。
共振的实验方法可以帮助我们更好地理解这一现象。
在这里，我们将介绍一种简单的共振实验方法，以便能够更深入地了解共振的原理和特点。
在进行共振实验之前，我们需要准备一些实验材料和设备。
首先，我们需要一个弹性体，可以选择一个弹簧或者橡胶带等。
其次，我们需要一个悬挂装置，可以是一个吊钩或者一个固定支架。
最后，我们需要一种能够施加周期性外力的方法，可以使用手动摇动弹性体或者使用一个外力源等。
接下来，我们开始实验。
首先，我们将弹性体悬挂在支架上，并保证它处于静止状态。
然后，我们将施加一个周期性的外力，可以通过手动摇动弹性体或者使用外力源来实现。
我们需要逐渐改变外力的频率，并观察弹性体的反应。
在实验的过程中，我们会发现当外力的频率与弹性体的固有频率相同时，弹性体会出现明显的共振现象。
这时，弹性体会呈现出最大的振幅，并且能够持续振动。
而当外力的频率与弹性体的固有频率不一致时，弹性体的振幅会逐渐减小，并最终停止振动。
通过这个实验，我们可以得出一些重要的结论。
首先，共振是由外力与物体固有频率之间的共振频率匹配引起的。
只有当外力的频率与物体的固有频率相同时，才会出现共振现象。
其次，共振会使物体的振幅达到最大值，并且能够持续振动。
最后，共振的频率范围是有限的，一旦超出了这个范围，物体就无法共振。
总结起来，共振的实验方法简单易行，通过这个实验我们可以更好地理解共振的原理和特点。
通过观察和分析实验结果，我们可以更加深入地探究共振现象，并将其应用于实际生活中的各个领域。
共振的实验方法简单，但却给我们带来了丰富的物理知识和实践经验。
一、引言- 介绍共振的概念和重要性共振是物理学中一个重要的概念，它在许多自然现象和工程应用中起着至关重要的作用。
共振是指当一个物体受到外界激励时，其固有频率与激励频率相同或非常接近时，物体会发生强烈的振动现象。
核磁共振H谱课件
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在NMR中，通常以四甲基硅烷(TMS)作标准物，
因为：
a)由于四个甲基中12 个H 核所处的化学环境完全相同，因此在核磁共
振图上只出现一个尖锐的吸收峰； b) 屏蔽常数 较大，因而其吸收峰远离待研究的峰的高磁场(低频)区；
c) TMS—化学惰性、溶于有机物、易被挥发除去；
此外，也可根据情况选择其它标准物。 含水介质：三甲基丙烷磺酸钠。 高温环境：六甲基二硅醚。
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3. 影响化学位移的因素
从前式
可知，凡是影响屏蔽常数 （电子云密
度）的因素均可影响化学位移，即影响NMR吸收峰的位置。
若结构上的变化或介质的影响使氢核外电子云密度降低,将使谱线的位置 移向低场, 这称做去屏蔽作用,反之,屏蔽作用使峰的位置移向高场
a) 固体样品---分子运动困难--- 1最大---谱线变宽小---弛豫最少发生； b) 晶体或高粘度液体---分子运动较易--- 1下降---谱线仍变宽---部分弛豫; c) 气体或受热固体---分子运动容易--- 1较小---谱线变宽大---弛豫明显。
样品流动性降低(从气态到固态)， 1增加，纵向 弛豫越少发生，谱线窄。
~600 Hz B
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2. 化学位移产生原因及其表示方法 产生原因：分子中的原子核处在核外电子氛围中，电子在外加磁场B0的的作用下
产生次级磁场，该原子核受到了屏蔽：
B为核实际受到的磁场， 是由电子云密度决定的屏蔽常数，与化学结构密切相关。
s = sd + sp + sa + ss
的数目相同——体系净吸收为0——共振信号消失！