2.3.1核磁共振（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）1946年，伯塞尔（Purcell）用吸收法首次观测到石蜡中质子的核磁共振（NMR）信号，几乎同时，布洛赫（Bloch）用感应法发现液态水的核磁共振现象。为此，他们分享了1952年诺贝尔物理学奖金随后的大量实验使人们逐渐认识到，作为测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法，核磁共振是物理学、化学、生物学研究中一种重要而强大的实验手段，也使许多应用科学，如医学、遗传学、计量科学、石油分析等学科的重要研究工具。早期的核磁共振主要采用连续波技术，灵敏度较低，研究的对象是自然丰度高，旋磁比较大的原子核，如、，这就限制了核磁共振的应用范围。1966年发展起来的脉冲傅里叶变换核磁共振技术，使信号采集由频域变为时域，大大提高了检测灵敏度，使研究低自然丰度的核成为现实，如、、等。同时，这种方法可以利用不同的脉冲组合和得到所需要的分子信息。1971年，琴纳（E．Jeener）提出了具有两个独立时间变量的二维核磁共振概念，随后1974年，恩斯特（R．Ernst）等首次成功地实现了二维核磁共振实验，从此核磁共振技术进入一个新时代。因此，琴纳获得了1991年的诺贝尔化学奖金。本实验的目的是观察核磁共振稳态吸收现象，掌握核磁共振的实验基本原理和方法，测量和的γ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（1）其中I是核自旋量子数，其值为半整数或整数。当质子数和质量数均为偶数时，I=0，当质量数为偶数而质子数为奇数时，I=0,1,2…，当质量数为奇数时，I=（n=1，3,5…）．2．核磁矩原子核带有电荷，因而具有子旋磁矩，其大小为（2）（3）1式中g为核的朗德因子，对质子，g＝5.586，为原子核质量，为核磁子，＝，令（4）显然有（5）γ称为核的旋磁比。3．核磁矩在外磁场中的能量核自旋磁矩在外磁场中会进动。进动的角频率（6）为外恒定磁场。表2.3.1-1列出了一些原子核的自旋量子数、磁矩和进动频率。核自旋角动量的空间的取向是量子化的。设z轴沿方向，在z方向分量只能取（m=I，I-1，…，-I+1，-I）（7）（8）则核磁矩所具有的势能为2（9）对于氢核（），Ｉ＝，m＝，，两能级之间的能量差为（10）正比于，由于约等于电子质量的，故在同样的外磁场中，核能级裂距约为电子自旋能级裂距的，这表明核磁共振信号比电子自旋共振信号弱的多，观测起来更困难。４．核磁共振实现核磁共振，必须有一个稳恒的外磁场及一个与和总磁矩m所组成的平面相垂直的...
