凌朋的核磁共振(1).doc

实验报告 凌朋 PB05210356 实验题目：核磁共振 实验目的：观察核磁共振稳态吸收现象，掌握和磁共振基本试验原理和方法，测量1H和19F的值和g因子。 实验原理： 1.核自旋： 原子核具有自旋，其自旋角动量为： 其中I是自旋量子数，其值为伴整数或整数。 2.核磁矩： 原子带有电荷，因而具有自旋磁矩，其大小为 式中g为朗德因子，对质子，，为原子核质量，为核磁子，，令显然有，称为核的旋磁比。 3.核磁矩在外场中的能量： 和自旋磁矩在外场中会进动，进动角频率，为外恒定磁场。核自旋角动量的空间取向是量子化的。设z轴沿方向，在z方向分量只能取 则核磁矩所具有的势能为 对于氢核，两能级之间的能量差为 4.核磁共振： 实现核磁共振，必须有一个稳恒的外场及一个与和总磁矩m所组成的平面相垂直的旋转磁场，当的角频率等于时，旋转磁场的能量为，则核吸收此旋转磁场的能量，实现能级间的跃迁，即发生和磁共振。此时应满足： 数据处理： 1． 观察的核磁共振信号（图像见坐标纸）: (1) 固定电压调节射频场的频率： 如图所示,当B0恒定时，通过低频调制场的作用磁场B以B0为中心作周期性振动，当时，会发生共振，调节射频场的频率ｆ可以改变射频场的周期T，使得B扫过共振幅度的时间间隔发生变化，因此示波器所显示的信号间距发生变化，ｆ增加，T减小，减小。 （2）固定的频率调节射频场的振幅： 如图所示，当共振信号为非等间距信号时，即共振磁感应强度不等于 时射频场的幅度增大，则在同一周期内B扫过共振磁感应强度B’的时间间隔增大，而两相邻周期共振信号的时间间隔减小。 （3）等间距共振的情况下改变射频场的振幅： 当共振信号为等间距时，，由于值不变使得B的振幅变化时，不会影响曲线与的交点，因此不会改变共振信号的间隔。 2． 测量的因子和g因子 由得： （磁铁磁场最强处3.40cm，，电源电压） n 1 2 3 4 5 6 f/MHz 23.486 23.484 23.485 23.485 23.486 23.485 (P=0.95) 由得： 由得： 因此： 　　　 3． 测量的因子和g因子 （磁铁磁场最强处3.43cm，，电源电压） n 1 2 3 4 5 6 f/MHz 22.087 22.090 22.088 22.092 22.093 22.091 (P=0.95) 由得： 由得： 因此： 　　　 4. 改变样品位置测（） 由得： F1(MHz) F2(MHz) F3(MHz) F4(MHz) F5(MHz) (MHz) (MHz) (T) d1=2.05cm 23.486 23.486 23.486 23.485 23.485 23.486 0.00049 0.00017 d2=2.50cm 23.487 23.486 23.487 23.488 23.487 23.487 0.00049 0.00017 d3=3.00cm 23.483 23.483 23.484 23.482 23.482 23.483 0.00049 0.00017 d4=3.50cm 23.484 23.485 23.485 23.485 23.483 23.484 0.00049 0.00017 d5=4.00cm 23.485 23.485 23.486 23.485 23.484 23.485 0.00049 0.00017 因此： 误差分析： 1.实验中读取仪器示数时存在估计误差。 2.实验过程中，示波器图像不稳定，导致读数时估计误差增加。 3.测量的因子和g因子时，由于F共振信号比较弱，导致杂音信号对实验的影响较大，而且共振点的信号不容易观察到。 思考题: 1.如何确定对应于磁场为B0时核磁共振的共振频率？ 答：由公式可知，若B0为共振磁感应强度，则时发生共振现象，此时的共振信号为等间距共振，只需固定的幅度，改变其频率，当示波器上的信号为等间距共振信号时，的频率即为