文档介绍：核磁共振测井
第六章核磁共振测井
原子核的自旋:又称核角动量。是核内所有质子和中子的自旋角动量和轨道角动量的矢量和。
大小: (根据量子力学)
第一节原子核的自旋和磁矩
;h为普朗克常数,
I为自旋量子数,整数或半整数。
核自旋矢量在空间给定方向Z的投影:
为磁量子数,
=I,I-1,…-I+1,-I 共2I+1个
可是,I(自旋量子数)是自旋矢量在空间给定方向Z的投影的最大值,单位为。
通常用原子核的自旋量子数I来表示核自旋的大小。
即
如的自旋为1,即指I=1, 自旋为3/2,即I=3/2。
可得规律:
(1)偶—偶核的自旋为0;
(2)奇—奇核的自旋为整数;
(3)奇—偶(奇A核)的自旋为半整数。
文献所给的往往是处于基态的,处于激发态往往是不一样的。
原子核的磁矩:
本征磁矩—与核子自旋相关。
轨道磁矩—与质子轨道运动相关。
类似于原子中的电子情况,核磁矩与核自旋矢量的关系为:
为核的回旋磁因子, 质子质量。在Z方向上的投影:
通常用磁矩在给定方向Z轴投影的最大值来表征核磁矩的大小。
①
式中
称为核磁子
1特斯拉=1牛顿/米·安培
常作为核磁矩的单位,就像玻尔磁子作为电子磁矩一样。
可见核磁矩要比原子中电子磁矩小的多。
①式表明:
(1)I=0的原子核无磁矩,I≠0的原子核均有磁矩;
(2)以作核磁矩的单位时,回旋磁因子就是核磁矩与磁自旋之比值。
第二节核磁共振与核磁测井原理
核磁共振
核磁共振:处于某静磁场中的物质的原子核系统受到相应频率的电磁波作用时,在他的磁能级之间发生的共振跃迁现象。
什么条件下才能发生核磁共振呢?
核磁共振条件:
量子力学观点:
原子核置于一个均匀的静强磁场中(~Gs),核磁矩相互作用而获得的附加能量E:
( 与Z同向)
为磁量子数
有2I+1个
按核在磁场中取向不同有2I+1个磁能级,取向不同,获得附加能量不同,磁能量最低是=I,