1樓：科學普及交流
磁共振 （迴旋共振除外）其經典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動量，其磁矩與相應的角動量之比稱為磁旋比γ。磁矩m 在磁場b中受到轉矩mbsinθ（θ為m與b間夾角）的作用。
此轉矩使磁矩繞磁場作進動運動，進動的角頻率ω=γb,ωo稱為拉莫爾頻率。由於阻尼作用，這一進動運動會很快衰減掉，即m達到與b平行，進動就停止。但是，若在磁場b的垂直方向再加一高頻磁場b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產生的轉矩使m離開b,與阻尼的作用相反。
如果高頻磁場的角頻率與磁矩進動的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo,則b（ω）的作用最強，磁矩m的進動角（m與b角的夾角）也最大。這一現象即為磁共振。
磁共振也可用量子力學描述：恆定磁場b使磁自旋系統的基態能級劈裂，劈裂的能級稱為塞曼能級（見塞曼效應），當自旋量子數s=1/2時，其裂距墹e=gμbb,g為朗德因子,
為玻爾磁子，e和me為電子的電荷和質量。外加垂直於b的高頻磁場b（ω）時，其光量子能量為啚ω。如果等於塞曼能級裂距，啚ω=gμbb=啚γb，即ω=γb（啚=h/2π，h為普朗克常數），則自旋系統將吸收這能量從低能級狀態躍遷到高能級狀態（激發態），這稱為磁塞曼能級間的共振躍遷。
量子描述的磁共振條件ω=γb，與唯象描述的結果相同。
當m是順磁體中的原子（離子） 磁矩時，這種磁共振就是順磁共振。當m是鐵磁體中的磁化強度（單位體積中的磁矩）時，這種磁共振就是鐵磁共振。當m=mi是亞鐵磁體或反鐵磁體中第i個磁亞點陣的磁化強度時，這種磁共振就是由 i個耦合的磁亞點陣系統產生的亞鐵磁共振或反鐵磁共振。
當m是物質中的核磁矩時，就是核磁共振。這幾種磁共振都是由自旋磁矩產生的，可以統一地用經典唯象的旋磁方程dm/dt=γmbsinθ[相應的向量方程為d m/dt=γ（ m×b]來描述。
迴旋共振 帶電粒子在恆定磁場中產生的共振現象。設電荷為q、質量為m的帶電粒子在恆定磁場b中運動，其運動速度為v。當磁場b與速度v相互垂直時，則帶電粒子會受到磁場產生的洛倫茲力作用，使帶電粒子以速度v繞著磁場b旋轉，旋轉的角頻率稱為迴旋角頻率。
如果在垂直b的平面內加上高頻電場e（ω）（ω為電場的角頻率），並且ω=ωc，則這帶電粒子將週期性地受到電場 e（ω）的加速作用。因為這與迴旋加速器的作用相似，故稱迴旋共振。又因為不加高頻電場時，這與抗磁性相類似，故亦稱抗磁共振。
當v垂直於b時，描述這種共振運動的方程是d（mv）/dt=q（vb）,若用量子力學影象描述，可以把迴旋共振看作是高頻電場引起帶電粒子運動狀態在磁場中產生的朗道能級間的躍遷，滿足共振躍遷的條件是：
即ω=ωc。
各種固體磁共振在恆定磁場作用下的平衡狀態，與在恆定磁場和高頻磁場（迴旋共振時為高頻電場）同時作用下的平衡狀態之間，一般存在著固體內部自旋（磁矩）系統（迴旋共振時為載流子系統）本身及其與點陣系統間的能量轉移和重新分佈的過程，稱為磁共振弛豫過程，簡稱磁弛豫。在自旋磁共振的情形，磁弛豫包括自旋（磁矩）系統內的自旋-自旋（s-s）弛豫和自旋系統與點陣系統間的自旋-點陣（s-l）弛豫。從一種平衡態到另一種平衡態的弛豫過程所經歷的時間稱為弛豫時間，它是能量轉移速率或損耗速率的量度。
共振線寬表示能級寬度，弛豫時間表示該能態壽命。磁共振線寬與磁弛豫過程（時間）有密切的聯絡，按照測不準原理，能級寬度與能態壽命的乘積為常數，即共振線寬與弛豫時間（能量轉移速度）成反比。因此，磁共振是研究磁弛豫過程和磁損耗機制的一種重要方法。
2樓：渴死的魚
磁共振（迴旋共振除外）其經典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動量，其磁矩與相應的角動量之比稱為磁旋比γ。磁矩m 在磁場b中受到轉矩mbsinθ（θ為m與b間夾角）的作用。
此轉矩使磁矩繞磁場作進動運動，進動的角頻率ω=γb,ωo稱為拉莫爾頻率。由於阻尼作用，這一進動運動會很快衰減掉，即m達到與b平行，進動就停止。但是，若在磁場b的垂直方向再加一高頻磁場b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產生的轉矩使m離開b,與阻尼的作用相反。
如果高頻磁場的角頻率與磁矩進動的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo,則b（ω）的作用最強，磁矩m的進動角（m與b角的夾角）也最大。這一現象即為磁共振。
磁共振也可用量子力學描述：恆定磁場b使磁自旋系統的基態能級劈裂，劈裂的能級稱為塞曼能級（見塞曼效應），當自旋量子數s=1/2時，其裂距墹e=gμbb,g為朗德因子,μ為玻爾磁子，e和me為電子的電荷和質量。外加垂直於b的高頻磁場b（ω）時，其光量子能量為啚ω。
如果等於塞曼能級裂距，啚ω=gμbb=啚γb，即ω=γb（啚=h/2π，h為普朗克常數），則自旋系統將吸收這能量從低能級狀態躍遷到高能級狀態（激發態），這稱為磁塞曼能級間的共振躍遷。量子描述的磁共振條件ω=γb，與唯象描述的結果相同。
當m是順磁體中的原子（離子）磁矩時，這種磁共振就是順磁共振。當m是鐵磁體中的磁化強度（單位體積中的磁矩）時，這種磁共振就是鐵磁共振。當m=mi是亞鐵磁體或反鐵磁體中第i個磁亞點陣的磁化強度時，這種磁共振就是由 i個耦合的磁亞點陣系統產生的亞鐵磁共振或反鐵磁共振。
當m是物質中的核磁矩時，就是核磁共振。這幾種磁共振都是由自旋磁矩產生的，可以統一地用經典唯象的旋磁方程dm/dt=γmbsinθ[相應的向量方程為d m/dt=γ（ m×b]來描述。
迴旋共振帶電粒子在恆定磁場中產生的共振現象。設電荷為q、質量為m的帶電粒子在恆定磁場b中運動，其運動速度為v。當磁場b與速度v相互垂直時，則帶電粒子會受到磁場產生的洛倫茲力作用，使帶電粒子以速度v繞著磁場b旋轉，旋轉的角頻率稱為迴旋角頻率。
如果在垂直b的平面內加上高頻電場e（ω）（ω為電場的角頻率），並且ω=ωc，則這帶電粒子將週期性地受到電場e（ω）的加速作用。因為這與迴旋加速器的作用相似，故稱迴旋共振。又因為不加高頻電場時，這與抗磁性相類似，故亦稱抗磁共振。
當v垂直於b時，描述這種共振運動的方程是d（mv）/dt=q（vb）,若用量子力學影象描述，可以把迴旋共振看作是高頻電場引起帶電粒子運動狀態在磁場中產生的朗道能級間的躍遷，滿足共振躍遷的條件是：
ω=ωc。
各種固體磁共振在恆定磁場作用下的平衡狀態，與在恆定磁場和高頻磁場（迴旋共振時為高頻電場）同時作用下的平衡狀態之間，一般存在著固體內部自旋（磁矩）系統（迴旋共振時為載流子系統）本身及其與點陣系統間的能量轉移和重新分佈的過程，稱為磁共振弛豫過程，簡稱磁弛豫。在自旋磁共振的情形，磁弛豫包括自旋（磁矩）系統內的自旋-自旋（s-s）弛豫和自旋系統與點陣系統間的自旋-點陣（s-l）弛豫。從一種平衡態到另一種平衡態的弛豫過程所經歷的時間稱為弛豫時間，它是能量轉移速率或損耗速率的量度。
共振線寬表示能級寬度，弛豫時間表示該能態壽命。磁共振線寬與磁弛豫過程（時間）有密切的聯絡，按照測不準原理，能級寬度與能態壽命的乘積為常數，即共振線寬與弛豫時間（能量轉移速度）成反比。因此，磁共振是研究磁弛豫過程和磁損耗機制的一種重要方法。
3樓：中國核技術網
核磁共振的原理是什麼
核磁共振的原理是什麼？
4樓：歐陽芳蕤嵇虎
核磁共振的基本原理是：原子核有自旋運動，在恆定的磁場中，自旋的原子核將繞外加磁場作迴旋轉動，
叫進動(precession)。進動有一定的頻率，它與所加磁場的強度成正比。如在此基礎上再加一個固定頻率的電磁波，並調節外加磁場的強度，使進動頻率與電磁波頻率相同。
這時原子核進動與電磁波產生共振，叫核磁共振。核磁共振時，原子核吸收電磁波的能量，記錄下的吸收曲線就是核磁共振譜(nmr-spectrum)。由於不同分子中原子核的化學環境不同，將會有不同的共振頻率，產生不同的共振譜。
記錄這種波譜即可判斷該原子在分子中所處的位置及相對數目，
用以進行定量分析
及分子量的測定，並對有機化合物進行結構分析。
向左轉|向右轉
5樓：匿名使用者
核磁共振用nmr(nuclear magnetic resonance)為代號。
1．原子核的自旋
核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核，自旋運動的情況不同，它們可以用核的自旋量子數i來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關係，大致分為三種情況，見表8-1。
i為零的原子核可以看作是一種非自旋的球體，i為1/2的原子核可以看作是一種電荷分佈均勻的自旋球體，1h，13c，15n，19f，31p的i均為1/2，它們的原子核皆為電荷分佈均勻的自旋球體。i大於1/2的原子核可以看作是一種電荷分佈不均勻的自旋橢圓體。
2．核磁共振現象
原子核是帶正電荷的粒子，不能自旋的核沒有磁矩，能自旋的核有迴圈的電流，會產生磁場，形成磁矩(μ)。
式中，p是角動量，γ是磁旋比，它是自旋核的磁矩和角動量之間的比值，
當自旋核處於磁場強度為h0的外磁場中時，除自旋外，還會繞h0運動，這種運動情況與陀螺的運動情況十分相象，稱為進動，見圖8-1。自旋核進動的角速度ω0與外磁場強度h0成正比，比例常數即為磁旋比γ。式中v0是進動頻率。
微觀磁矩在外磁場中的取向是量子化的，自旋量子數為i的原子核在外磁場作用下只可能有2i+1個取向，每一個取向都可以用一個自旋磁量子數m來表示，m與i之間的關係是：
m=i，i-1，i-2…-i
原子核的每一種取向都代表了核在該磁場中的一種能量狀態，其能量可以從下式求出：
正向排列的核能量較低，逆向排列的核能量較高。它們之間的能量差為△e。一個核要從低能態躍遷到高能態，必須吸收△e的能量。
讓處於外磁場中的自旋核接受一定頻率的電磁波輻射，當輻射的能量恰好等於自旋核兩種不同取向的能量差時，處於低能態的自旋核吸收電磁輻射能躍遷到高能態。這種現象稱為核磁共振，簡稱nmr。
目前研究得最多的是1h的核磁共振，13c的核磁共振近年也有較大的發展。1h的核磁共振稱為質磁共振（proton magnetic resonance），簡稱pmr，也表示為1h-nmr。13c核磁共振（carbon-13 nuclear magnetic resonance）簡稱cmr，也表示為13c-nmr。
3.1h的核磁共振 飽和與弛豫
1h的自旋量子數是i=1/2，所以自旋磁量子數m=±1/2，即氫原子核在外磁場中應有兩種取向。見圖8-2。1h的兩種取向代表了兩種不同的能級，
因此1h發生核磁共振的條件是必須使電磁波的輻射頻率等於1h的進動頻率，即符合下式。
核吸收的輻射能大？
式（8-6）說明，要使v射=v0，可以採用兩種方法。一種是固定磁場強度h0，逐漸改變電磁波的輻射頻率v射，進行掃描，當v射與h0匹配時，發生核磁共振。另一種方法是固定輻射波的輻射頻率v射，然後從低場到高場，逐漸改變磁場強度h0，當h0與v射匹配時，也會發生核磁共振。
這種方法稱為掃場。一般儀器都採用掃場的方法。
在外磁場的作用下，1h傾向於與外磁場取順向的排列，所以處於低能態的核數目比處於高能態的核數目多，但由於兩個能級之間能差很小，前者比後者只佔微弱的優勢。1h-nmr的訊號正是依靠這些微弱過剩的低能態核吸收射頻電磁波的輻射能躍遷到高能級而產生的。如高能態核無法返回到低能態，那末隨著躍遷的不斷進行，這種微弱的優勢將進一步減弱直至消失，此時處於低能態的1h核數目與處於高能態1h核數目相等，與此同步，pmr的訊號也會逐漸減弱直至最後消失。
上述這種現象稱為飽和。
1h核可以通過非輻射的方式從高能態轉變為低能態，這種過程稱為弛豫，因此，在正常測試情況下不會出現飽和現象。弛豫的方式有兩種，處於高能態的核通過交替磁場將能量轉移給周圍的分子，即體系往環境釋放能量，本身返回低能態，這個過程稱為自旋晶格弛豫。其速率用1/t2表示，t2稱為自旋晶格弛豫時間。
自旋晶格弛豫降低了磁性核的總體能量，又稱為縱向弛豫。兩個處在一定距離內，進動頻率相同、進動取向不同的核互相作用，交換能量，改變進動方向的過程稱為自旋-自旋弛豫。其速率用1/t2表示，t2稱為自旋-自旋弛豫時間。
自旋-自旋弛豫未降低磁性核的總體能量，又稱為橫向弛豫。
核磁共振原理
核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核，自旋運動的情況不同，它們可以用核的自旋量子數i來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關係，大致分為三種情況。氫 譜原子核的自旋 核磁共振用nmr nuclear magnetic resonance 為代號。i為零的原子核可以看...
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