文档介绍：核磁共振标准报告
一、实验目的
了解核磁共振(NMR)基本原理和实验方法;
以含氢核的水为样品,观测影响氢核NMR吸收信号大小及线宽的因素;
以含氢核的水为样品,学会利用NMR法测磁场;
测量其它原子核的核磁矩。
二、实验原理
实现核磁共振要有三个基本条件:有一个稳恒的外磁场;一个与和总磁矩所组成的平面垂直的旋转磁场;当的角频率时,则发生核磁共振。为核的旋磁比。,为核的朗德因子,称为核磁子,为约化普朗克常量。
根据磁共振条件可知,观察NMR吸收信号有两种方法:一是固定外磁场(例如用永久磁铁),改变高频旋转磁场的角频率,使其满足磁共振条件,这种方法称为扫频法;二是固定,改变主磁场(用电磁铁)值,即改变电磁铁的励磁电流,使满足磁共振条件,此为扫场法,本实验用扫场法。
当给定后,磁共振时对应于该值所需要的主磁场(实际磁场)值用表示,则有。考虑到样品中各氢核受周围其它原子核自旋磁矩形成的局部磁场的影响不同,则受到的局部磁场大小也不相同,设局部磁场最大值为,则对氢核样品整体来说,当主磁场在区间内变化时,均有氢核参与磁共振吸收,可称为区间宽度,如图1上部分所示。
主磁场由两部分构成,一是稳恒电流在电磁铁的绕组中激励的恒定磁场,一是在电磁铁上加一组扫场线圈,利用50的市电经调压变压器激励一个正弦波调制磁场(扫场磁场),它们方向相同,则作用到样品系统的磁场为,
呈周期性变化,当它在区间内变化时,就可观察到共振信号,变化时,
图2 时,NMR吸收信号与的关系
扫场磁场
轴
轴
扫场磁场
磁共振区
轴
轴
图1 扫场法观察NMR吸收曲线示意图
扫过共振区的时间发生变化,在示波器上的NMR信号将发生相对走动,如图1下部分所示。
图1所示的情况只是表明捕捉到了NMR信号,而直流磁场并不等于共振磁场,为此需细调励磁电流。当时,相邻信号变为等间距,如图2所示,若此时改变扫场磁场的幅值,显示的等间距信号不会移动,若逐渐减小值,吸收信号峰值将减小、信号线宽增大,以至掩没在噪声之中。
三、实验装置图
图3 NMR实验方案示意图
电磁铁部分
振荡线圈及样品
移相器
四、数据处理
观察NMR信号的形状和峰值的变化。
调好NMR信号后,若改变扫场磁场的幅值,显示的等间距信号不会移动。
若逐渐减小的峰值,吸收信号峰值将减小、信号线宽增大,以至掩没在噪声之中。
测量与的关系曲线
表一:利用水样品测量与的关系曲线
次
数
物
理
量
1
2
3
4
5
电流(A)
频率(MHz)
稳恒磁场(T)
次
数
物
理
量
6
7
8
9
10
电流(A)
频率(MHz)
稳恒磁场(T)