文档介绍：核磁共振的稳态吸收
学号：XXXX 姓名：XXX 班别：XXXX
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【实验内容】
（1）将装有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 ）调节频率不相等， 对于偏离U的原子核则不能参与共振，使得参与共振的原子核数目不足，结果是信号被噪声 所淹没，难以观察到核磁共振信号.
（4）样品浓度对核磁共振的影响
分别测屋c核样品和浓度更人的样品（样品系老师提供，名称未知），得到测屋图形如
F：
图5不同样品的共振信号（左图为1H样品，右图为浓度较大的未知样品〉
分析：由图形可知，样品浓度对共振信号的影响主要是弛豫时间的不同。由于右图的样 品未知（但知道其浓度比1H样品人），故只能作定性比较，即弛豫时间随溶液浓度的增人而 减小。讨论其物理机制：核磁弛豫过程是自旋核与坏境以及自旋核之间通过相互作用进行能 -偶极相互作用、自旋-旋转相互作用、化学位移各向异性 相互作用、，氢原子核的坏境 中（通称“晶格”）水中的氧原子的质量都远大于氢原子。溶液中等量的氢原子周I制平均含 有的晶格杂质越多，质量越人，能量交换就越快， 大，弛豫时间呈现减小的趋势。
（4）温度对核磁共振的影响
理论上，核磁共振吸收信号与温度成反比，温度越高粒子差数越小，对观察核磁共振信号越不 利。由于实验室温度在做实验前后改变不大，故没有测量相关数据。
（二）计算氢核的旋磁比朗徳因子3和磁矩“I
调节出最佳实验观测状态，共振信号如图6所示（见下页）：
图69样品的共振图形
实验测量射频场的频率为：
样品所在处的稳恒磁场强度为:
U =19. 93767MHz
B=0. 496T
氢核的旋磁比为:
x 108Hz/T
2m) 2 x x
y = = 兀
由于核磁子为:
事 X 盏= x 10-27j/t
则氢核的朗德因子为:
h Y
区N =——X——=
8N 2n Un
2 x x x 1Q-27J/T
由于氢核的角动量为:
耳=—x Jl(I+ 1) = x 10'34J- 2tc
则氢核的磁矩町求得为:
山=YR = x 108Hz/T x x IO'34J ・ s =
朗德因子的理论值为弘州论=,则实验测得朗德因子的相对•误差为:
|gN理论_gN
Sn理论
| -|
=
=
【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
S/9
观察示波器上的信号，当巨人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 个周期的范闱内仅出现三处，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，各仪器之间存在较人干扰：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T丄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,Ti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卜•图所示：
• - 0jO36 01>36
150-
100-
50・
=> 0・
•50・
•如0・
图7不同样品的共振信号（左图为1H样品，右图为浓度较大的未知样品