原子核产生核磁共振信号的条件

我只是飘过丶 2010-12-07 09:53:01 1030 浏览

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shuhnjnk 2010-12-08 00:00:00

原子核产生共振的条件有外加磁场的强度与内部磁场相同时，内部和发生翻转进行有核磁共振

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真话实说456 2010-12-08 00:00:00

原子核产生核磁共振信号的条件是必须有外加磁场的作用

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yuan96341626 2017-10-04 01:53:44

核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是基于原子尺度的量子磁物理性质。具有奇数质子或中子的核子，具有内在的性质：核自旋，自旋角动量。核自旋产生磁矩。NMR观测原子的方法，是将样品置于外加强大的磁场下，现代的仪器通常采用低温超导磁铁。核自旋本身的磁场，在外加磁场下重新排列，大多数核自旋会处于低能态。我们额外施加电磁场来干涉低能态的核自旋转向高能态，再回到平衡态便会释放出射频，这就是NMR讯号。简单地说产生核磁共振信号的条件是：具有奇数质子或中子的核子具有内在的核自旋、自旋角动量；外加磁场。

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核磁共振自由感应衰减信号(FID信号) 核磁原理展示

自由感应衰减(free induction decay, FID)是核磁共振现象的表现形式。下面将对核磁共振中的自由衰减信号（FID）进行简要的介绍。

　　核磁共振设备中会使用若干种不同种类的线圈。主要包括：梯度线圈和射频线圈两种，下面简单介绍下射频线圈的功能。

　　射频线圈具有发射和接收两个基本功能，包括发射线圈本接收线圈。发射线圈的功能是向检测样品发射射频脉冲，使质子的纵向磁化强度矢量发生翻转。接收线圈的功能是接收样品的核磁共振信号。

自由感性衰减信号（FID）

　　这里以π/2脉冲为例，在x轴方向通过发射线圈发射π/2脉冲，在旋转坐标系内，脉冲结束时，纵向磁化强度矢量M0翻转到xOy平面内并位于y‘轴方向。这样在π/2脉冲以后，可以得到一个横向磁化强度矢量。Mxy ，在xOy平面的运动是螺旋形衰减，见图1。若把发射线圈作为接受线圈，依据法拉第电磁感应定律可知，当旋转的 Mxy穿过xOy平面内位于x轴上的接收线圈，引起拖过线圈磁通量的变化时，就可在接收线圈内产生一感应电动势（或感应电流），这个感应电动势或感应电流称为核磁共振信号。

图1.横向磁化螺旋式衰减

由于Mxy是一个按正弦规律振荡、按指数规律衰减，所以接受的信号也是按正弦规律振荡，按指数规律衰减。信号变化如图2（a）。因此，这种按正弦规律振荡、按指数规律衰减的核磁共振信号习惯被称为自由感应衰减信号（free induction decay）

图2. FID信号波形

　　需要特别注意的是：由于Mxy以角频率ω0绕外磁场转动，接收到信号的角频率也是ω0，即信号的频率与射频脉冲相等，也就是产生核磁共振的频率。当一个较小的纵向磁化强度矢量M0在π/2脉冲作用下翻转到xOy平面内，其产生的FID信号见图2（b），这说明FID信号的大小与π/2脉冲停止后，Mxy初始大小或π/2脉冲作用前纵向磁化强度大小有关，Mxy越大，同一时刻产生的FID信号越强。

　　FID信号是强度随时间的变化波形，经傅立叶变换后偶可得到核磁共振信号强度随频率ν变化的波形，即核磁共振谱，如图3，图中ν0为共振频率。