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1、核磁共振实验报告材料适用标准文案核磁共振实验报告一、实验目的与实验仪器1. 目的（1）认识核磁共振的基来源理；（2）学 利用核磁共振校准磁 和 量因子g 的方法：（ 3）掌握利用 法 造核磁共振条件的方法，学会利用示波器 察共振汲取信号；（ 4） 量 19F 的 gN 因子。2. 器NM-型核磁共振 装置，水 品和聚四氟乙 品。探 装置的工作原理: 一中 在 品上的 圈是 限震 器 路的一部分，在非磁共振状 下它 在 限震 状 （即似振非振的状 ） ，并把 磁能加在 品上, 方向与外磁 垂直。 当磁共振 生 ， 品中的粒子汲取了震 路供给的能量使振 路的Q 生 化， 振 路 生 著的振 ，在示
2、波器上 生共振信号。二、实验原理（要求与提示：限400 字之内 ， 原理 用手 后 的方式）原子核自旋角 量不可以 化，只好取分立 即：P =此中 I 称 自旋量子数，I=0 ，1/2 ，1，3/2 ，2，5/2 ，本 波及的 子和氟核F 19的自旋量子数I 都等于 1/2 。 似地原子核的自旋角 量在空 某一方向，比如z 方向的分量不可以 化，只好取分立的数 自旋角 量不 零的原子核拥有与之相 系的核自旋磁矩，其大小 ：出色文档适用标准文案g e P 2M此中 e 为质子的电荷，M为质子的质量，g 是一个由原子核构造决定的因子，对不一样种类的原子核 g 的数值不一样， g 成为原子核的g 因
3、子。因为核自旋角动量在随意给定的z 方向的投影只可能取（ 2I+1 ）个分立的数值，所以核磁矩在z 方向上的投影也只好取（2I+1 ）个分立的数值：z原子核的磁矩的单位为：g e pzg me2M2MeN2M当不存在外磁场时， 原子核的能量不会因处于不一样的自旋状态而不一样。往常把 B 的方向规定为 z 方向，因为外磁场B 与磁矩的互相作用能为：EBz BPzBm B核磁矩在加入外场 B 后，拥有了一个正比于外场的频次。 量子数 m取值不一样， 则核磁矩的能量也就不一样。 本来简并的同一能级分裂为 (2I+1) 个子能级。不一样子能级的能量固然不一样，但相邻能级之间的能量间隔倒是同样的，即：E
4、B并且，对于质子而言，I=1/2 ，所以， m只好取 m=12 和 m= -1/2两个数值。简并能级在磁场中分开。此中的低能级状态, 对应 E1=- mB，与场方向一致的自旋，而高的状态对应于E2=mB，与场方向相反的自旋。当核自旋能级在外磁场B作用下产生疏裂此后，原子核在不同能级上的散布听从玻尔兹曼散布。若在与 B 垂直的方向上再施加一个高频电磁场（射频场），且射频场的频次知足必定条件时,会惹起原子核在上下能级之间跃迁。这类现象称为共振跃迁（简称共振）。 发生共振时射频场需要知足的条件称为共振条件：B2假如用圆频次=2表示，共振条件可写成：B出色文档适用标准文案经过丈量质子在磁场 B 中的共
5、振频次H可实现对磁场的校准，即：BH2反之，若 B 已经校准，经过丈量未知原子核的共振频次 即可求出待测原子核的值( 通常用 /2 值表征 ) 或 g 因子。三、实验步骤（要求与提示：限 400 字之内 ）1察看混杂有三氯化铁的水样品中质子的的核磁共振信号并丈量与永磁体磁感觉强度B0对应的共振频次(1)将边限震荡器盒上的样品当心地从永磁铁上的插槽放入永磁铁中。（注意不要碰掉样品的铜皮）(2)将边限振荡器的“检波输出”接示波器的“CH1”端，置示波器的“方式”为CH1。(3)将边限振荡器的“频次测试”端接多功能计数器的“输入A”。(4) 将调压器插头接入 220V 市电插座。(5) 调理边线振荡
6、器的“频次调理”旋钮，使示波器上出现共振信号。(6) 固定供给扫场的调压器输出电压为100V , 调理边限振荡器的“频次调理”旋钮改变边限振荡器的频次， 察看示波器上共振信号的变化， 任取三个不一样波形画下， 并记下相应的扫场电压 V，变边限振荡器频次（由频次计读出）值。(7)固定边线振荡器的频次，改变调压器的输出值V (100V),察看示波器上共振信号的变化，对共振信号波形随V，变化的现象。(8) 将样品放入永磁铁的磁场最强处， 可左右挪动边线振荡器铁盒， 察看示波器上共振信号波形，当波形尾波最多时样品即在磁场最强处。记下此时标尺的刻度值。(9) 置示波器扫描时间为 5ms/div, 调理边
7、线振荡器的“频次调理”旋钮使共振信号等间距（间隔为 10ms）。(10) 读频次计记下此时的频次值。(11) 保持这时的扫场幅度不变， 调理射频场的频次， 使共振先后发生在处， 这时左图对应的水平线将分别与正选波的峰顶与谷底相切，即共振分别发生在正选播的峰顶和谷底附近。这时从示波器看到的共振信号平均摆列，但时间间隔为20ms，记下这两次的共振频次H 和H ，利用公式： B ( HH) /2 （1）2可求出扫场的幅度。实质上 B0 的预计偏差B要小，这是因为借助示波器上网格的帮助，共振信号平均摆列程度的判断偏差不超出10%，再考虑到共振频次的丈量也有偏差，可出色文档适用标准文案取 B的 1/10
8、作为 B0 的预计偏差，即取B0B（HH)/20（2）10/ 2上式表示：由峰顶与谷底共振频次差值的1/20 ，利用/ 2数值可求出 Bo 的预计偏差B0，本实验B0 之要求保存一位有效数字，从而能够确立B0 有效数字， 并要求给出测量结果的完好表达式，即B 0=丈量值预计偏差。2. 察看聚四氟乙烯（固态）样品中氟核的共振信号并丈量gN因子把样品为水的探头换为样品为聚四氟乙烯的探头，并把电路盒放在同样的地点。示波器的纵向放大旋钮调理到50mv/格或 20mv/格，用与校准磁场过程同样的方法和步骤丈量聚四氟乙烯中190对应的共振频次VF 以及在峰顶及谷底邻近的共振频次FFF与 BV及 V 利用和
9、公式 gH / B19的 g 因子。N / h求出 F四、数据办理（要求与提示：对于必需的数据办理过程要贴手算照片）水聚四氟乙烯共 振 频 率 峰 顶 共 振 频峰 底 共 振 频共 振 频 率 峰 顶 共 振 频H/ MHz率 H/ MHz率H/ MHzH/ MHz率 H / MHz峰底共振频次 H/ MHz1. 求磁场强度 B0 和 B0质子的盘旋频次：则：2. 计算氟核的 gN 因子依据核磁共振公式：氟核共振频次偏差：出色文档适用标准文案gN 因子的相对偏差：故相对偏差五、剖析议论（提示：剖析议论许多于400 字）1. 实验过程中产生偏差的剖析经过本次实验以及数据的办理，我发现实验过程中
10、存在好多偏差，主要有：（ 1）仪器的磁场强度时特别不稳固， 且仪器的射频幅度不可以调到很低， 难以达到部分样品的最正确射频幅度范围。 射频幅度值不稳固， 频次调理前设定好的射频幅度值， 会跟着频次的调理而显然改变（往大于设定值方向变化） 。（ 2）同时，实验中很难找到适合的地点使尾波数最多，故加大了实验偏差。并且实验过程中一定保持实验台、 仪器和样品的稳固， 防止震动， 因为震动会带来核磁共振波形的极度不稳固。（ 3）经剖析表示，实验装置中永磁铁所产生的匀强磁场其实不是完好平均的，其方向也其实不一致，由此也惹起了实验丈量的一些偏差。（ 4）示波器波形图像的不稳固致使坐标读数的偏差 , 但对实验
11、影响不大 , 因为坐标的正确大小没有什么意义。2. 怎样确立对应于磁场为 B0 时核磁共振的共振频次 v0 问题实验过程中我们是经过使输入电压恒定， 在固定幅度的状况下调理频次， 察看示波器波形，当出现等距共振波形时，察看其频次。则此时的频次即为核磁共振的共振频次。3. 对于最正确射频幅度问题丈量氟原子核时，因为氟的共振信号比较小，样品的弛豫时间过长致使饱和现象而惹起出色文档适用标准文案信号变小， 在实验过程中射频幅度调理不妥会使实验难以进行，经过查阅资料， 我找到部分样品最正确射频幅度。实验使用射频幅度随样品而异将测得的氢核的共振频次42.577 40.055 ，即获得氟的共振频次（比如：丈
12、量获得氢核的共振频次为20.000MHz ，则氟的共振频次为20.000 42.577 ）。将氢氟酸样品放入探头中，将频次调理至磁铁上标记的氟的共振频次值， 并认真调理获得共振信号。因为氟的共振信号比较小，故此时应适合降低扫描幅度 （一般不大于3V ），这是因为样品的弛豫时间过长致使饱和现象而惹起信号变小。实验使用射频幅度随样品而异。下表列举了部分样品的最正确射频幅度，在首次调试时应注意，不然信号太小不简单观察。六、实验结论1.由前面的剖析可知，共振波峰的相对地点的变化由B0 的大小和B1 的角频次之间的关系所决定。在B1 角频次不变的状况下，出现了波峰的相对地点的变化，就必定是B0 的大小出现了变化。 由此
