(完整word版)核磁脉冲实验报告
脉冲核磁共振实验报告
脉冲核磁共振实验报告脉冲核磁共振实验报告导言：脉冲核磁共振（NMR）技术是一种非常重要的实验手段，它在化学、物理、生物等领域都有广泛的应用。
本次实验旨在通过脉冲核磁共振实验，探索其原理和应用，并通过实验结果分析，深入理解核磁共振的基本概念和方法。
一、实验原理核磁共振是基于原子核的自旋性质而产生的一种现象。
当物质处于外加磁场中时，原子核会产生自旋进动，这种进动会产生一个旋转磁矩。
而当外加射频脉冲作用于样品时，会导致核磁矩的翻转，进而引起核磁共振信号的产生。
二、实验步骤1. 样品准备：选择适当的样品，将其溶解在合适的溶剂中，并放置在核磁共振仪器中。
2. 参数设置：设置外加磁场的强度和方向，调整射频脉冲的频率和幅度。
3. 信号采集：开始采集核磁共振信号，记录下信号的幅度和频率。
4. 数据处理：通过对采集到的信号进行傅里叶变换，得到核磁共振谱图。
5. 结果分析：根据谱图的特征，分析样品中的成分和结构。
三、实验结果与讨论通过实验，我们得到了样品的核磁共振谱图。
根据谱图的特征，我们可以得到样品中各个成分的化学位移和相对含量。
同时，通过核磁共振谱图的峰形和峰面积，我们还可以得到样品中各个原子核的耦合关系和化学环境。
在实验中，我们还可以通过改变外加磁场的强度和方向，观察核磁共振信号的变化。
这样可以进一步了解样品中原子核的自旋性质和相互作用规律。
此外，核磁共振技术还可以应用于生物医学领域。
通过核磁共振成像（MRI），可以对人体内部结构进行非侵入性的观察和诊断。
这种无辐射、无损伤的成像技术已经成为现代医学中不可或缺的工具。
四、实验中的注意事项在进行脉冲核磁共振实验时，需要注意以下几点：1. 样品的纯度和浓度对实验结果有较大影响，因此在实验前应对样品进行充分的处理和检测。
2. 外部磁场和射频脉冲的设置需要精确控制，以保证实验的可靠性和准确性。
3. 在实验过程中，需要避免样品受到振动和温度变化的干扰，以免影响信号的稳定性和准确性。
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。
物理实验报告_连续和脉冲核磁共振
物理实验报告_连续和脉冲核磁共振本次实验旨在通过连续核磁共振实验和脉冲核磁共振实验来研究核磁共振现象和多种核磁共振信号的产生情况。
本文将分别从实验原理、实验步骤和实验结果三个方面详细介绍两种核磁共振实验的实验流程及其分析结果。
1.实验原理连续核磁共振实验的基本原理是通过一个强恒定的磁场和一个垂直于磁场的交变磁场来激发样品中的核磁共振信号。
在磁场中，核的自旋矢量会绕着磁场方向发生进动运动，并以拉莫尔频率（Larmor frequency）出现在旋转平面上。
当交变磁场的频率与拉莫尔频率相同时，就会引发核磁共振信号。
这样，我们就可以通过接收和分析样品中的核磁共振信号来研究样品的结构和组成。
2.实验步骤本次连续核磁共振实验的实验步骤如下：（1）将氢气均匀地填充于NMR探头中心的玻璃管内，并在器皿内填充液氮。
控制样品温度在77K的液氮温度下，以使样品的运动减缓，增加共振信号的稳定性。
（2）将探头放置于主磁场中，使氢核自旋的磁矩方向垂直于主磁场方向，并加上弱交变磁场。
（3）调整探头位置，使得共振信号的幅度最大。
此时，从光谱仪上的频率读数可以得到氢核的拉莫尔频率。
（4）使用跟踪放大器进行信号放大和混频处理，并将处理后的信号导入计算机进行谱图显示和分析。
3.实验结果实验结果显示，在该实验中，我们成功地获得了氢核的核磁共振信号，并通过实验数据分析得到了氢核的拉莫尔频率。
同时，我们还观察到样品温度对共振信号的影响，即样品温度降低时，共振信号的幅度和清晰度都有所提高。
这说明，低温环境有助于增加共振信号的分辨率，并提高实验测量的准确性。
脉冲核磁共振实验的基本原理是通过两个导频圆柱，在样品中产生一个强磁场和一个脉冲磁场，以研究不同的核磁共振信号的产生情况。
在实验中，我们可以使用不同的脉冲序列来激发样品中不同的核磁共振信号，进而研究样品的结构和成分。
脉冲核磁共振
核磁共振及其成像实验一、引言核磁共振指受电磁波作用的原子核系统在外磁场中磁能级之间发生共振跃迁的现象，1939年首次被拉比在高真空中的氢分子束实验中观察到，之后广泛运用于医学成像领域。
本实验旨在掌握核磁共振基本原理，并利用核磁共振研究硬脉冲及其回波，测量横向弛豫时间，了解几种成像参数对图像的影响。
二、实验原理2.1核磁共振基本原理当一个样品被放在外磁场0B 中时，样品就会被磁化，产生能级分裂现象，所产生的能级间距为：0E B ћγ∆= (1) 若在该样品系统上加上一个射频磁场，当射频场能量等于能级间距时，样品对外加射频能量吸收达到最大，因此得到核磁共振产生的基本条件：00h ћB ћυωγ==(2) 因此得到拉莫尔方程00B ωγ= (3)其中0ω就是产生核磁共振的拉莫尔频率，γ为样品物质的磁旋比，0B 为外加磁场的磁场强度。
2.2自旋回波考虑一个90°-τ-180°-τ采样的脉冲序列。
把一个包含大量自旋数的样品分为610个系综，在每个区域，外磁场分布在一个很窄的范围，每个系综内有一确定的净磁化强度，它们都对总的磁化强度做出贡献。
第一个90°脉冲后，每一个这样的磁化矢量均以稍稍不同的频率作进动，彼此逐渐散相。
经过时间τ后，施之一个双倍宽度的180°脉冲，相位差全部反转，再经过适当时间τ后，所有系综回到同相位状态，总磁化强度达到最大值。
在样品线圈里，感应出“自旋回波”信t存在着采样时间较长的缺点，号，幅度一般小于FID信号。
由于此回波序列测量2故采用90°-τ-180°-2τ-180°-…序列。
2.3弛豫过程t表征由横向弛豫时间：起因于自旋-自旋之间的相互作用。
横向弛豫时间2于非平衡态进动相位相关产生的不为0的磁化强度横向分量M恢复到平衡态时t描述了垂直于磁场方向的核自旋磁矩相位无关所需特征时间。
即横向弛豫时间2恢复到热平衡态的快慢程度。
脉冲-核磁共振实验-13页
脉冲核磁共振实验核磁共振技术来源于1939年美国物理学家拉比（I.I.Rabi ）所创立的分子束共振法，他使用这种方法首先实现了核磁共振这一物理思想，精确德测定了一些原子核的磁矩，从而获得了1944年度的诺贝尔物理奖.此后,磁共振技术迅速发展,经历了半个多世纪的而长盛不衰,孕育了多个诺贝尔奖获得者,它还渗透到化学、生物、医学、地学和计量等学科领域,以及众多的生产技术部门,成为分析测试中不可缺少的实验手段.所谓核磁共振,是指磁矩不为零的原子核处于恒定磁场中,由射频或者微波电磁场引起塞曼能级之间的共振跃迁现象.核磁共振现象具有其特点,因此,我们先介绍一些核磁共振的基础知识.一、核磁共振基础知识1． Bloch 方程:1946年Bloch 采用正交线圈感应法观察水的核磁共振信号后就根据经典理论力学推导出Bloch 方程建立核磁共振的唯象理论。
长久以来大量的实验表明Bloch 方程在液体中完全精确，同时还发现Bloch 方程在其他能级跃迁理论也高度吻合，比如激光的瞬态理论中Bloch 方程同样适用。
所以Bloch 方程已经超越了半经典的陀螺模型，现在已经推广到磁共振以外的能级跃迁系统。
在激光物理中采用密度矩阵和Maxwell 方程组推导出Bloch 方程又称为Maxwell-Bloch 方程(有的书称为FHV 表象理论)。
所以Bloch 方程促进了量子力学的发展是非常重要的公式。
由于Maxwell-Bloch 方程推导涉及高等量子力学和量子电动力学等复杂的理论和繁琐的数学基础所以本文采用Bloch 半经典的唯象理论。
（1）半经典理论:将原子核等效为角动量为 L 的陀螺和具有磁矩为L γμ=磁针。
其中γ称为旋磁比。
原子核在外磁场作用下受到力矩 B T⨯=μ (1)并且产生附加能量B E⋅=μ (2)根据陀螺原理 T dt L d=和Lγμ=得B dtd⨯=μγμ(3) 其分量式)()()(y x x y zx z z x y z y y Z xB B dtd B B dt d B B dt d μμγμμμγμμμγμ-=-=-= (4)（2）驰豫过程:驰豫过程是原子核的核磁矩与物质相互作用产生的。
近代物理实验报告—连续与脉冲核磁共振
（1）实验装置
脉冲核磁共振仪的结构简图如图7所示，主要由永磁铁、匀场线圈、射频脉冲发生器、射频探头和信号采集系统组成。
图7脉冲核磁共振仪的结构
（2）工作原理
在求解布洛赫方程的稳态解过程中引入一个角频率为 的旋转坐标系中，设某时刻，在垂直于 方向上施加一射频磁脉冲 ，其脉冲宽度满足 。在施加脉冲前， 处在热平衡状态，方向与z轴重合；施加脉冲后， 以角频率 绕 轴进动。 转过的角度 称作倾倒角。脉冲宽度恰好使 或 ，称这种脉冲为90°或180°脉冲。
图1磁矩在恒定外磁场中的进动图2 在转动的坐标系下的进动 图3在实验室坐标系看 的运动
（2） 在随时间变化的磁场中的运动
除了在z方向上加了 外，我们在x-y方向上加了以 转动的磁场 。经过计算，我们发现在转动的坐标系中有效磁场是一个静止磁场，因此我们可以认为 在绕 进动如图2。我们可以理解为绝对运动等于相对运动叠加牵连运动，若 按照 转动且 ≤ ，则 讲一方面绕z转动另一方面绕x作进动如图3，可以看作是一个锥面有球的顶点展开最后收回到球的下顶点。
带入旋磁比 式可得： （7）
显然，磁矩的运动与所处磁场的性质有关。
（1） 在静磁场中的运动
设外加磁场 ，令 ，可以得到（7）式的解：
（8）
其中 为 与 的夹角，是由初始条件决定的常数，由此可见，在外加静磁场 作用下，总磁矩 绕静磁场进动，进动角频率即拉摩频率 。 与 无关， 确定后 在x-y平面上的投影 和在z轴上的投影 都是常数，如图1所示。
是自旋体系与环境相互作用时的速度量度， 的大小主要依赖于样品核的类型和样品状态，所以对 的测定可知样品核的信息。
4、布洛赫方程和其稳态解
布洛赫假设磁场和核自旋体系的自发弛豫两者独立地堆宏观磁化强度 发生作用，从而导出了布洛赫方程:
(完整word版)核磁共振实验报告--近代物理实验
核磁共振实验报告姓名:牟蓉学号：201011141054日期：2013。
4。
11 指导老师：王海燕摘要本实验利用连续核磁共振谱仪测量了不同浓度的CuSO4水溶液的共振信号，并估算样品的横向弛豫时间;同时利用核磁共振仪采用90︒-180︒双脉冲自旋回波法测量其横向弛豫时间。
两种方法都能观察到核磁共振现象，并且随着CuSO浓度增加,其横向弛豫时间逐渐减小。
4关键词核磁共振连续核磁共振波谱仪脉冲波谱仪自旋回波法横向弛豫时间一、引言核磁共振技术（NMR）是由布洛赫（Felix Bloch）和玻赛尔(Edward Purcell）于1945年分别独立的发明的，大大提高了核磁矩测量的精度，从发现核磁共振现象而产生的连续波核磁共振技术，到70年代初提出的脉冲傅里叶变换（PFT)技术和后来的核磁共振成像,在核磁共振这一领域中已多次获得诺贝尔物理学家。
NBR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，另外还成为了检查人体病变方面的有力武器，在生物学、医学、遗传学等领域都有重要应用。
本实验以水中的氢核为主要对象，通过用了两种方法测量不同浓度的溶液的横向弛豫时间，来掌握核磁共振技术的基本原理和观测方法。
二、实验原理1.核磁共振的量子力学描述当原子核置于外磁场中，由于核磁矩与外磁场的相互作用使得原子核获得附加能量，即（1）其中为核磁矩，为旋磁比，。
在磁能级分裂后,相邻两个磁能级间的能量差=。
遵守磁能级之间跃迁的量子力学选择定则，若在垂直于的平面内加上一个射频磁场，当f=时，处于较低能态的核会吸收电磁辐射的能量而跃迁到较高能态，即核磁共振.2. 核磁共振的宏观理论在外磁场中核磁矩的取向量子化基础上，布洛赫利用法拉第电磁感应理论,建立了著名的布洛赫方程，用经典力学的观点系统地描述了核磁共振现象。
有角动量P 和磁矩μ的粒子在外磁场B 中受到力矩L B μ=⨯的作用，其运动方程为 dPL B dtμ==⨯ （2） 将(2)式代入上式,得d B dtμγμ=⨯ (3) 当磁矩在外加静磁场0B （沿z 轴方向)中,若令00B ωγ=，对式（3）进行求解得（4）其中为μ与间的夹角，可知微观磁矩μ绕静磁场进动，进动平面上的投影μ⊥角频率即拉摩尔频率00B ωγ=，μ在x —y 所示。
脉冲核磁共振
（2）任意状态
经过180°脉冲后得到，
或为
（三）自由感应衰减（ ）信号
当不加射频场，即仅考虑稳恒外磁场 的作用，布洛赫方程改写为
（15）
其解为
（16）
上式为磁化率各分量的弛豫过程中，若垂直于 轴方向上置一接受线圈，则可感应出一个射频信号，其频率为 但幅值按指数衰减，即为自由感应衰减（ ）信号。 信号与 在 平面上横向分量的大小有关，故90°脉冲的 信号幅值最大，180°脉冲的 信号幅值为零。
从实验原始采样数据中把时间轴大致分成十份，每隔一段就取一个周期，算出他们的回波峰值A和脉冲间隔 。A值可以采用origin的Pick Peak方法， 值由两个脉冲的时间相减得到，并将数据列入表1。
表1
1.00497
1.00891
0.00394
0.00788
1945
7.573017
3.01621
3.02045
12.52505
0.00697
0.01394
1272
7.148346
16.17881
16.18734
（2）激发态为： ， ， ，经过90°脉冲后得到
， ，
所以在激发态经过90°脉冲后也可以得到最强的电磁辐射。
（3）辐射状态为： ， ， 或 ， ， ，经过90°脉冲后得到
， ， 或 ， ，
因为对电磁辐射有贡献的是 的 、 ，所以 在横向最强时经过90°脉冲后不管处于激发态还是基态辐射为零。
当 ，称为180°脉冲。根据初始条件分以下两种情况进行分析：
（三）、观测自旋回波信号
在自由衰减观察成功的基础上，调节“第二脉冲宽度”寻找自旋回波信号。当脉冲宽度为180°时，即可观察到自旋回波。记录观察“重复时间”及“脉冲间隔”对自旋回波信号的影响。
核磁共振实验报告（写写帮整理）
核磁共振实验报告（写写帮整理）第一篇：核磁共振实验报告（写写帮整理）核磁共振实验报告一、实验目的：1．掌握核磁共振的原理与基本结构；2．学会核磁共振仪器的操作方法与谱图分析； 3．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。
原子核可按I的数值分为以下三类：1)中子数、质子数均为偶数，则I=0，如12C、16O、32S等。
2)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； I=7/2，9/2等。
3)中子数、质子数均为奇数，则I为整数，如2H、6Li、14N等。
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：氢核（I=1/2），两种取向（两个能级）：a.b.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、仪器设备结构核磁共振波谱仪（仪器型号：Bruker AVANCE 400M）由以下三部分组成：1)操作控制台：计算机主机、显示器、键盘和BSMS键盘。
脉冲核磁共振实验报告
脉冲核磁共振实验报告一、实验报告简介脉冲核磁共振实验可是相当有趣的呢，就像我们去探索一个神秘的微观世界一样。
这个实验能让我们对原子核的一些特性有更深刻的了解。
二、实验目的1. 我们就是想通过这个实验来掌握脉冲核磁共振的基本原理呀。
这原理就像是一把钥匙，能打开理解原子核自旋特性的大门呢。
2. 还有就是要学会使用相关的仪器设备，那些仪器就像是我们探索微观世界的小助手，每个按钮、每个功能都得摸透。
3. 能够准确地测量出一些关键的物理量，比如说共振频率啦，弛豫时间这些，这些数据就像是密码，能让我们更好地解读原子核的小秘密。
三、实验仪器1. 核磁共振仪那可是主角，它长得就像一个精密的小盒子，上面有好多的旋钮和显示屏，每个部分都有它独特的功能，可不能小瞧。
2. 还有样品管，就像一个小小的容器，把我们要研究的样品放在里面，就像是给原子核们安了个小家。
3. 射频发生器，这就像是一个信号小喇叭，不停地向样品发送射频信号，来激发原子核的反应。
四、实验原理1. 原子核的自旋就像小陀螺一样在那不停地转着，当我们施加一个合适的外部磁场时，这些小陀螺就会按照一定的规律排列起来，就像一群听话的小士兵。
2. 然后我们再用射频脉冲去干扰它们，这就像是给小士兵们下达了新的指令，它们就会产生共振现象，就像一起欢呼起来一样。
3. 共振之后呢，原子核又会慢慢地恢复到原来的状态，这个过程就是弛豫过程，有纵向弛豫和横向弛豫之分，就像是小士兵们从兴奋状态慢慢平静下来的不同方式。
五、实验步骤1. 首先得准备好样品，把样品小心地放进样品管里，就像把宝贝放进小盒子一样，要保证样品均匀分布。
2. 然后把样品管放到核磁共振仪里，就像是把宝贝送到了它的专属小屋里。
3. 打开仪器，先对仪器进行一些基本的设置，比如磁场强度啦，射频频率范围这些，就像给仪器做个热身运动。
4. 接下来发送射频脉冲，这时候就要盯着显示屏看啦，看那些跳动的数字和曲线，就像看一场精彩的表演。
磁场脉冲实验报告
一、实验目的1. 了解磁场脉冲的基本概念和特性。
2. 掌握利用传感器测量磁场脉冲的方法。
3. 分析磁场脉冲的时域和频域特性。
4. 探究磁场脉冲在不同介质中的传播规律。
二、实验原理磁场脉冲是指在一定时间内，磁场强度发生快速变化的磁场。
实验中，通过产生磁场脉冲信号，利用传感器进行测量，并分析其时域和频域特性。
三、实验仪器与设备1. 磁场脉冲发生器2. 传感器（霍尔传感器、磁通量传感器等）3. 数据采集器4. 示波器5. 信号发生器6. 电磁屏蔽室7. 线路连接线、电源线等四、实验步骤1. 磁场脉冲发生器产生磁场脉冲信号，设置脉冲的幅值、频率和持续时间。
2. 将传感器放置在磁场脉冲发生器附近，确保传感器与磁场脉冲信号接触良好。
3. 利用数据采集器采集传感器输出的磁场脉冲信号。
4. 将采集到的信号输入示波器，观察磁场脉冲信号的波形。
5. 对采集到的信号进行时域和频域分析，分析磁场脉冲的特性和传播规律。
6. 改变传感器与磁场脉冲发生器的距离，观察磁场脉冲在不同距离下的传播情况。
7. 在不同介质中（如空气、水、铁等）进行实验，观察磁场脉冲在不同介质中的传播规律。
五、实验结果与分析1. 磁场脉冲信号的时域特性通过示波器观察到的磁场脉冲信号波形如图1所示。
从图中可以看出，磁场脉冲信号具有快速上升和下降的特点，其上升时间和下降时间分别为t1和t2。
根据实验数据，可计算出磁场脉冲信号的上升时间t1和下降时间t2。
图1 磁场脉冲信号波形2. 磁场脉冲信号的频域特性利用傅里叶变换对采集到的磁场脉冲信号进行频域分析，得到磁场脉冲信号的频谱如图2所示。
从图中可以看出，磁场脉冲信号主要包含基波和倍频成分。
图2 磁场脉冲信号频谱3. 磁场脉冲在不同介质中的传播规律通过实验观察，发现磁场脉冲在不同介质中的传播速度和衰减程度存在差异。
在空气中的传播速度最快，衰减程度最小；在水中传播速度次之，衰减程度较大；在铁中传播速度最慢，衰减程度最大。
磁场脉冲实验报告结论(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究不同参数的磁场脉冲对生物样本的影响，通过实验验证磁场脉冲对生物细胞、血液等样本的生理和生化指标的影响，为磁场脉冲在生物医学领域的应用提供理论依据。
二、实验方法1. 实验材料：选取小鼠、人离体血、细菌等实验对象，分别设置不同频率、不同功率的磁场脉冲，进行不同时间长度的照射。
2. 实验分组：将实验对象分为对照组和实验组，对照组不进行磁场脉冲照射，实验组进行不同参数的磁场脉冲照射。
3. 实验指标：观察小鼠血液流变学指标、自由基指标和血细胞的变化，人离体血血液流变学指标，细菌的生化指标及质粒DNA，并分析磁场脉冲对这些指标的影响。
三、实验结果1. 对小鼠血液流变学指标的影响：实验结果表明，磁场脉冲照射后，小鼠血液的表观粘度降低，血液流动性增强。
2. 对小鼠骨髓生成白细胞功能的影响：实验结果表明，磁场脉冲照射后，小鼠骨髓生成白细胞的功能受到抑制。
3. 对大肠杆菌生化特性及质粒DNA的影响：实验结果表明，磁场脉冲照射后，大肠杆菌中某些酶的活性及代谢受到影响，质粒DNA的稳定性发生变化。
4. 对人离体血血液流变特性的影响：实验结果表明，磁场脉冲照射后人离体血血液流变学指标发生改变，血液流动性增强。
5. 对小鼠学习记忆能力的影响：实验结果表明，磁场脉冲照射后，小鼠的学习记忆能力得到改善。
四、结论1. 磁场脉冲对生物样本具有显著影响，可改变生物细胞的生理和生化指标。
2. 磁场脉冲照射后，小鼠血液的表观粘度降低，血液流动性增强，有利于血液循环。
3. 磁场脉冲照射后，小鼠骨髓生成白细胞的功能受到抑制，可能对免疫系统产生调节作用。
4. 磁场脉冲照射后，大肠杆菌中某些酶的活性及代谢受到影响，质粒DNA的稳定性发生变化，表明磁场脉冲对微生物具有调节作用。
5. 磁场脉冲照射后人离体血血液流变学指标发生改变，血液流动性增强，有利于血液循环。
6. 磁场脉冲照射后，小鼠的学习记忆能力得到改善，表明磁场脉冲对神经系统具有调节作用。
核磁共振实验实验报告
一、实验目的1. 理解核磁共振的基本原理。
2. 掌握核磁共振实验的操作技能。
3. 学习通过核磁共振谱图分析物质的结构。
4. 熟悉核磁共振仪器的使用方法。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种利用原子核在外加磁场中产生共振吸收现象的技术。
当原子核置于磁场中时，其磁矩会与磁场相互作用，导致原子核的自旋能级发生分裂。
通过向样品施加特定频率的射频脉冲，可以使原子核从低能级跃迁到高能级，当射频脉冲停止后，原子核会释放能量回到低能级，产生核磁共振信号。
三、实验仪器1. 核磁共振仪（NMR Spectrometer）2. 样品管3. 射频脉冲发生器4. 数据采集系统5. 计算机四、实验步骤1. 准备样品：将待测样品溶解在适当的溶剂中，并转移至样品管中。
2. 调整磁场：将样品管放置在核磁共振仪的样品腔中，调整磁场强度至所需值。
3. 设置射频脉冲参数：根据样品的核磁共振特性，设置射频脉冲的频率、功率和持续时间等参数。
4. 数据采集：开启核磁共振仪，开始采集核磁共振信号。
5. 数据处理：将采集到的信号传输至计算机，进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 核磁共振谱图：通过核磁共振仪采集到的样品谱图显示了不同化学环境下的原子核的共振吸收峰。
峰的位置、形状和强度等信息可以用来推断样品的结构。
2. 化学位移：峰的位置（化学位移）反映了原子核在磁场中的相对位置。
通过比较标准物质的化学位移，可以确定样品中不同类型的原子核。
3. 峰的积分：峰的面积与样品中该类型原子核的数目成正比。
通过峰的积分，可以确定样品中不同类型原子核的相对比例。
4. 峰的分裂：峰的分裂（耦合）反映了原子核之间的相互作用。
通过分析峰的分裂情况，可以推断样品中原子核的连接方式和空间结构。
六、实验讨论1. 实验误差：实验误差可能来源于多种因素，如仪器精度、操作技能和样品纯度等。
为了减小误差，需要严格控制实验条件，并多次重复实验。
核磁共振(NMR)实验报告pdf
核磁共振（NMR）实验报告引言核磁共振（NMR）是一种重要的分析技术，可以用于确定物质的结构以及研究化学反应。
本文旨在详细介绍核磁共振实验的原理、仪器的构成和操作、样品制备方法以及数据处理。
概述核磁共振（NMR）是一种基于物质中核自旋的性质进行分析的技术。
在NMR实验中，样品放置在一个强磁场中，通过施加不同的射频脉冲和探测相应的核磁共振信号来获取相关的化学信息。
正文内容1.核磁共振原理1.1自旋1.2基本的核磁共振原理1.3化学位移和耦合常数1.4磁共振信号的产生和检测2.核磁共振仪器的构成和操作2.1磁体2.2射频系统2.3梯度线圈系统2.4样品探头2.5数据采集系统3.样品制备方法3.1溶液样品的制备3.2固态样品的制备3.3英文4.数据处理方法4.1常见的NMR谱图解析方法4.2化学位移与官能团的关系4.3耦合常数与官能团的关系4.4数据处理软件的应用5.实验注意事项5.1仪器操作前的准备工作5.2样品的选取和制意事项5.3数据采集和处理中的常见问题及解决方法5.4实验安全和环保注意事项总结核磁共振技术作为一种非常重要的分析方法，在化学、生物化学、材料科学等领域得到了广泛的应用。
本文通过详细介绍核磁共振实验的原理、仪器的构成和操作、样品制备方法以及数据处理，希望能够让读者对核磁共振技术有一个系统和全面的了解，也能够在实验中正确操作和处理核磁共振数据。
核磁共振技术的不断发展，为科学研究和行业应用提供了强有力的支持。
引言概述：核磁共振(NMR)是一种重要的科学技术，它在化学、物理、医学等领域有广泛的应用。
通过核磁共振实验，可以揭示物质的结构和性质，并且为研究分子与分子间相互作用提供了有效方法。
本报告将详细介绍核磁共振实验的原理、仪器设备、实验步骤、数据处理方法等，希望能对核磁共振实验有更深入的了解。
正文内容：1.核磁共振原理1.1单核磁共振原理1.2多核磁共振原理1.3核磁共振谱图解析方法2.核磁共振仪器设备2.1磁体系统2.2射频系统2.3梯度系统2.4控制系统3.核磁共振实验步骤3.1样品制备3.2样品装填3.3实验条件设置3.4扫描参数选择3.5数据采集4.核磁共振数据处理方法4.1直接频域法4.2快速傅里叶变换4.3峰识别与峰积分4.4化学位移计算4.5数据重建与谱图处理5.核磁共振实验应用5.1化学结构分析5.2动力学研究5.3分子间相互作用研究5.4药物开发与研究5.5生物医学研究总结：通过核磁共振实验，我们可以得到样品的核磁共振谱图，从而解析样品的结构与性质。
(完整word版)医学实习报告——核磁共振成像仪的原理和应用
医学实习报告——核磁共振成像仪的原理和应用班级：生物医学0902姓名:xx日期:2010年1月6日核磁共振成像仪的原理和应用摘要核磁共振（MRI）又叫核磁共振成像技术。
核磁共振成像仪就是因这项技术而产生的仪器。
它是继CT后医学影像学的又一重大进步。
自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展.核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学、生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测.为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术（MRI）.关键词核磁共振、扫描、成像、计算机正文：前言1930年代,物理学家伊西多•拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列,而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。
1946年，美国哈佛大学的珀塞尔和斯坦福大学的布洛赫发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子)的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象,这就是人们最初对核磁共振现象的认识。
人们在发现核磁共振现象之后很快就产生了实际用途，早期核磁共振主要用于对核结构和性质的研究，如测量核磁矩、电四极距、及核自旋等，化学家利用分子结构对氢原子周围磁场产生的影响，发展出了核磁共振谱,用于解析分子结构，随着时间的推移,核磁共振谱技术不断发展，从最初的一维氢谱发展到碳谱、二维核磁共振谱等高级谱图，核磁共振技术解析分子结构的能力也越来越强。
进入1990年代以后，人们甚至发展出了依靠核磁共振信息确定蛋白质分子三级结构的技术，使得溶液相蛋白质分子结构的精确测定成为可能.后来核磁共振广泛应用于分子组成和结构分析，生物组织与活体组织分析，病理分析、医疗诊断、产品无损监测等方面。
20世纪70年代，脉冲傅里叶变换核磁共振仪出现了，它使13C谱的应用也日益增多。
仪器结构MRI是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内,经射频脉冲激后产生信号,用探测器检测并输入计算机,经过处理转换在屏幕上显示图像。
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东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校实 验 报 告班级________姓名________学号_______实验日期___________ 实验台号：_________________________ 同组人：__________实验名称：脉冲核磁共振实验一、【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*2T ，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2T 。
4.用反转恢复法测量不同样品的纵向弛豫时间1T 。
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2T 和纵向弛豫时间1T ，测定其随CuSO 4浓度的变化关系。
（选做）二、【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。
它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，也是精确测量磁场的重要方法之一。
下面我们以氢核为主要研究对象，以此来介绍核磁共振的基本原理和观测方法。
氢核虽然是最简单的原子核，但它是目前在核磁共振应用中最常见和最有用的核。
三、【脉冲核磁共振】1.射频脉冲磁场瞬态作用实现核磁共振的条件：在一个恒定外磁场B 作用下，另在垂直于B 的平面（x ，y 平面）内加进一个旋转磁场1B ,使1B 转动方向与μ的拉摩尔进动同方向，见图3-1。
如1B 的转动频率ω与拉摩尔进动频率0ω相等时，μ会绕0B 和1B 的合矢量进动，使 μ与0B的夹角θ发生改变,θ增大,核吸收1B 磁场的能量使势能增加。
如果1B 的旋转频率ω与0ω不等，自旋系统会交替地吸收和放出能量，没有净能量吸收。
因此能量吸收是一种共振现象，只有1B 的旋转频率ω与0ω相等时才能发生共振。
图3-1 拉摩尔进动 图3-2 直线振荡场旋转磁场1B 可以方便的由振荡回路线圈中产生的直线振荡磁场得到。
因为一个t B ⋅ωcos 21的直线磁场，可以看成两个相反方向旋转的磁场1B 合成，见图2-1。
一个与拉摩尔进动同方向，另一个反方向。
反方向的磁场对μ的作用可以忽略。
旋转磁场作用方式可以采用连续波方式也可以采用脉冲方式。
因为磁共振的对象不可能单个核，而是包含大量等同核的系统，所以用体磁化强度M来描述,核系统M 和单个核i μ的关系为∑==N i i M 1μ（3-1）M体现了原子核系统被磁化的程度。
具有磁矩的核系统，在恒磁场0B 的作用下，宏观体磁化矢量M将绕0B 作拉摩尔进动，进动角频率00B γω= （3-2）如引入一个旋转坐标系),,(z y x ''，z 方向与0B 方向重合，坐标旋转角频率0ωω=,则M在新坐标系中静止。
若某时刻,在垂直于0B方向上施加一射频脉冲，其脉冲宽度p t 满足1T t p <<,2T t p <<（1T ,2T 为原子核系统的驰豫时间），通常可以把它分解为两个方向相反的圆偏振脉冲射频场，其中起作用的是施加在轴上的恒定磁场1B ,作用时间为脉宽p t ，在射频脉冲作用前M 处在热平衡状态，方向与z 轴（z '轴）重合，施加射频脉冲作用，则M将以频率1B γ绕x '轴进动。
图3-3M转过的角度p t B 1γθ=（如图3-3中a 所示）称为倾倒角,如果脉冲宽度恰好使2/πθ=或πθ=，称这种脉冲为090或0180脉冲。
090脉冲作用下M 将倒在y '上，0180脉冲作用下M将倒向z -方向。
由p t B 1γθ=可知，只要射频场足够强，则p t 值均可以做到足够小而满足21,T T t p <<,这意味着射频脉冲作用期间弛豫作用可以忽略不计。
2.脉冲作用后体磁化强度M的行为——自由感应衰减（FID ）信号设0＝t 时刻加上射频场1B ,到p t t =时M 绕1B 旋转090而倾倒在y '轴上，这时射频场1B 消失，核磁矩系统将由弛豫过程回复到热平衡状态。
其中0z M M →的变化速度取决于1T ,0x →M 和0y →M 的衰减速度取决于2T ,在旋转坐标系看来，M没有进动，恢复到平衡位置的过程如图3-4中（a ）所示。
在实验室坐标系看来，M绕z 轴旋进按螺旋形式回到平衡位置，如图3-4中（b ）所示。
图3-4 090脉冲作用后的弛豫过程在这个弛豫过程中，若在垂直于z 轴方向上置一个接收线圈，便可感应出一个射频信号，其频率与进动频率0ω相同，其幅值按照指数规律衰减，称为自由感应衰减信号，也写作FID 信号。
经检波并滤去射频以后，观察到的FID 信号是指数衰减的包络线，如图3-5（a ）所示。
FID 信号与M在xy 平面上横向分量的大小有关，所以900脉冲的FID 信号幅值最大，1800脉冲的幅值为零。
图3-5 自由感应衰减信号实验中由于恒定磁场0B 不可能绝对均匀，样品中不同位置的核磁矩所处的外场大小有所不同，其进动频率各有差异，实际观测到的FID 信号是各个不同进动频率的指数衰减信号的叠加，如图3-5中（b ）所示，设'2T 为磁场不均匀所等效的横向弛豫时间，则总的FID 信号的衰减速度由2T 和'2T 两者决定，可以用一个称为表观横向弛豫时间*2T 来等效：'22*2111T T T += （3-3） 若磁场域不均匀，则'2T 越小，从而*2T 也越小，FID 信号衰减也越快。
3.驰豫过程驰豫和射频诱导激发是两个相反的过程，当两者的作用达到动态平衡时，实验上可以观测到稳定的共振讯号。
处在热平衡状态时，体磁化强度M沿Z 方向，记为0M 。
驰豫因涉及到体磁化强度的纵向分量和横向分量变化，故分为纵向驰豫和横向驰豫。
纵向驰豫又称为自旋—晶格驰豫。
宏观样品是由大量小磁矩的自旋系统和它们所依附的晶格系统组成。
系统间不断发生相互作用和能量变换，纵向驰豫是指自旋系统把从射频磁场中吸收的能量交给周围环境，转变为晶格的热能。
自旋核由高能态无辐射地返回低能态，能态粒子数差n 按下式规律变化)/ex p(10T t n n -= （3-4）式中，0n 为时间0=t时的能态粒子差，1T 为粒子数的差异与体磁化强度M的纵向分量Z M 的变化一致，粒子数差增加Z M 也相应增加，故1T 称为纵向驰豫时间。
1T 是自旋体系与环境相互作用时的速度量度，1T 的大小主要依赖于样品核的类型和样品状态，所以对1T 的测定可知样品核的信息。
横向驰豫又称为自旋—自旋驰豫。
自旋系统内部也就是说核自旋与相邻核自旋之间进行能量交换，不与外界进行能量交换，故此过程体系总能量不变。
自旋—自旋驰豫过程，由非平衡进动相位产生时的体磁化强度M的横向分量⊥M ≠0恢复到平衡态时相位无关⊥M =0表征,所需的特征时间记为2T 。
由于 2T 与体磁化强度的横向分量⊥M 的驰豫时间有关，故2T 也称横向驰豫时间。
自旋—自旋相互作用也是一种磁相互作用，进动相位相关主要来自于核自旋产生的局部磁场。
射频场1B ，外磁场空间分布不均匀都可看成是局部磁场。
4.自旋回波法测量横向弛豫时间2T （018090--τ脉冲序列方式）自旋回波是一种用双脉冲或多个脉冲来观察核磁共振信号的方法，它特别适用于测量横向弛豫时间2T ，谱线的自然线宽是由自旋-自旋相互作用决定的，但在许多情况下，由于外磁场不够均匀，谱线就变宽了，与这个宽度相对应的横向弛豫时间是前面讨论过的表观横向弛豫时间*2T ，而不是2T 了，但用自旋回波法仍可以测出横向弛豫时间2T 。
图3-6 自旋回波信号实际应用中，常用两个或多个射频脉冲组成脉冲序列，周期性的作用于核磁矩系统。
比如在090射频脉冲作用后，经过τ时间再施加一个0180射频脉冲，便组成一个018090--τ脉冲序列，这些脉冲序列的脉宽p t 和脉距τ应满足下列条件：τ,,21T T t p << （3-5） 21*2,T T T <<τ （3-6）0018090--τ脉冲序列的作用结果如图5所示，在090射频脉冲后即观察到FID 信号；在0180射频脉冲后面对应于初始时刻的τ2处可以观察到一个“回波”信号。
这种回波信号是在脉冲序列作用下核自旋系统的运动引起的，所以称为自旋回波。
'''()'()τ'''()τ+'''()τ''''()τ'图3-7 0018090--τ自旋回波矢量图解以下用图3-7来说明自旋回波的产生过程。
图3-7中（a ）表示体磁化强度0M 在090射频脉冲作用下绕x '轴转到y '轴上；图3-7中（b ）表示脉冲消失后核磁矩自由进动受到0B 不均匀的影响，样品中部分磁矩的进动频率不同，引起磁矩的进动频率不同，使磁矩相位分散并呈扇形展开。
为此可把M看成是许多分量i M 之和。
从旋转坐标系看来，进动频率等于0ω的分量相对静止，大于0ω的分量（图中以1M 代表）向前转动，小于0ω的分量（图中以2M 为代表）向后转动；图3-7中（c ）表示0180射频脉冲的作用使磁化强度各分量绕z '轴翻转0180，并继续它们原来的转动方向运动；图3-7中（d ）表示τ2=t 时刻各磁化强度分量刚好汇聚到y '-轴上；图3-7中（e ）表示τ2>t 以后，由于磁化强度各矢量继续转动而又呈扇形展开。
因此，在τ2=t 处得到如图3-6所示的自旋回波信号。
由此可知，自旋回波与FID 信号密切相关，如果不存在横向弛豫，则自旋回波幅值应与初始的FID 信号一样，但在τ2时间内横向弛豫作用不能忽略，体磁化强度各横向分量相应减小，使得自旋回波信号幅值小于FID 信号的初始幅值，而且脉距τ越大则自旋回波幅值越小，并且回波幅值U 与脉距τ存在以下关系：2/0T t e U U -= （3-7）式（3-7）中τ2=t ，0U 是090射频脉冲刚结束时FID 信号的初始幅值，实验中只要改变脉距τ，则回波的峰值就相应的改变，若依次增大τ测出若干个相应的回波峰值，便得到指数衰减的包络线。
对(3-7)式两边取对数，可以得到直线方程20/2ln ln T U U τ-= （3-8）式中τ2作为自变量，则直线斜率的倒数便是2T 。
5.反转恢复法测量纵向驰豫时间1T （090180-脉冲序列）当系统加上0180脉冲时，体磁化强度M从z 轴反转至z -方向，而由于纵向驰豫效应使z 轴方向的体磁化强度z M 幅值沿z -轴方向逐渐缩短，乃至变为零，再沿z 轴方向增长直至恢复平衡态0M ，z M 随时间变化的规律是以时间t 呈指数增长，见图3-8。