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第一节核磁共振基础知识
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自旋轴
磁矩,μ
μ=γP
μ—核磁矩
γ—磁旋比
P—自旋角动量
P=I(I+1)·h/2π
I=0,1/2,1,3/2,…
原子核的自旋量子数(I)与质量数(A)及原子序数(Z)的关系
奇数奇数或偶数半整数13C1H19F31P15N
1/2,3/2,…17O35Cl79Br125I
偶数偶数012C16O32S
偶数奇数整数1,2,3……2H14N
质量数(A)原子序数(Z)自旋量子数(I)例
只有I>0的原子核才有磁性
核的进动
H0
核磁矩μ
回旋轨道
拉莫尔进动
ω=γH0/2π
核的自旋取向、自旋取向数与能级状态
自旋取向数=2I+1,即自旋核的能级数
自旋核受外加磁场的作用,核磁矩呈现有序的排列状态,其自旋取向受到影响,为特定的方向
I=1/2
I=1
I=2
Z
Z
Z
m=1/2
m=–1/2
m=1
m=–1
m=0
m=0
m=1
m=–1
m=–2
m=2
自旋核的能级以磁量子数m表示,m=I,I-1,…-I,只能取2I+1个数
例:1H、13C,I=1/2,m=1/2,-1/2,自旋取向数为2,即有两个方向相反的自旋运动,有两个能级
磁量子数m
m=-1/2,E2=+μH0,与外加磁场方向相反,
高能级
m=+1/2,E1=-μH0,与外加磁场方向一致,
低能级
△E=E2-E1=2μH0
μ核磁矩在H0方向的分量
H0磁场强度
I=1/2的核在外加磁场的能级状态
H0