生活中的磁現(xiàn)象

1、精選文庫生活中的磁現(xiàn)象人類雖然很早就認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象，但直到了現(xiàn)代，人們對(duì)磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)才逐漸系統(tǒng)化，發(fā)明了不計(jì)其數(shù)的電磁儀器，象電話、無線電、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。如今，磁技術(shù)已經(jīng)滲透到了我們的日常生活和工農(nóng)業(yè)技術(shù)的各個(gè)方面，我們已經(jīng)越來越離不開磁性材料的廣泛應(yīng)用。由于物質(zhì)的磁性既看不到，也摸不著，我們無法通過自己的五種感官（聽覺、視覺、味覺、嗅覺、觸覺）直接體會(huì)磁性的存在，但人們還是在實(shí)踐中逐步揭開了其神秘面紗。磁鐵總有兩個(gè)磁極，一個(gè)是N 極，另一個(gè)是S 極。一塊磁鐵，如果從中間鋸開，它就變成了兩塊磁鐵，它們各有一對(duì)磁極。不論把磁鐵分割得多么小，它總是有N極和S極，也就是說 N極和S極總是成對(duì)出現(xiàn)，

2、無法讓一塊磁鐵只有N 極或只有S 極。生活中的現(xiàn)象：指南針、螺絲刀磁頭、冰箱門、文具盒、磁化杯，磁化水，錄音機(jī)電視機(jī) 收音機(jī)、磁帶永磁功能材料：硼 釹 鐵 硼四種硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱為永磁材料或恒磁材料。硬磁鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)大致是六角晶系磁鉛石型，其典型代表是鋇鐵氧體BaFe12O19。 這種材料性能較好，成本較低，不僅可用作電訊器件如錄音器、電話機(jī)及各種儀表的磁鐵，而已在醫(yī)學(xué)、生物和印刷顯示等方面也得到了應(yīng)用。硬磁材料常用來制作各種永久磁鐵、揚(yáng)聲器的磁鋼和電子電路中的記憶元件等。在電學(xué)中硬磁材料的主要作應(yīng)是產(chǎn)生磁力線，然后讓運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線切割磁力線，從

3、而產(chǎn)生電流。軟磁功能材料：軟磁材料soft magnetic material具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁，廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中。應(yīng)用最多的軟磁材料是鐵硅合金（ 硅鋼片 ） 以及各種軟磁鐵氧體等。 軟磁材料種類繁多，通常按成分分為：純鐵和低碳鋼。含碳量低于0.04%,包括電磁純鐵 、電解鐵和?；F。其特點(diǎn)是飽和磁化強(qiáng)度高，價(jià)格低廉，加工性能好；但其電阻率低、在交變磁場下渦流損耗大，只適于靜態(tài)下使用，如制造電磁鐵芯、極靴、繼電器和揚(yáng)聲器磁導(dǎo)體、磁屏蔽罩等。鐵硅系合金。含硅量0.5 %4.8 %, 一般制成薄板使用， 俗稱硅鋼片。在純鐵中加入硅后，可消除磁

4、性材料的磁性隨使用時(shí)間而變化的現(xiàn)象。隨著硅含量增加，熱導(dǎo)率降低，脆性增加，飽和磁化強(qiáng)度下降，但其電阻率和磁導(dǎo)率高，矯頑力和渦流損耗減小，從而可應(yīng)用到交流領(lǐng)域，制造電機(jī)、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯。鐵鋁系合金。含鋁6%16%,具有較好的軟磁性能，磁導(dǎo)率和電阻率高，硬度高、耐磨性好，但性脆，主要用于制造小型變壓器、磁放大器、繼電器等的鐵芯和磁頭、超聲換臺(tái)匕久生能器等。鐵硅鋁系合金。在二元鐵鋁合金中加入硅獲得。其硬度、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁導(dǎo)率和電阻率都較高。缺點(diǎn)是磁性能對(duì)成分起伏敏感，脆性大，加工性能差。主要用于音頻和視頻磁頭。饃鐵系合金。饃含量 30%90%,又稱坡莫合金，通過合金化元素配比和適

5、當(dāng)工藝， 可控制磁性能，獲得高導(dǎo)磁、恒導(dǎo)磁、矩磁等軟磁材料。其塑性高，對(duì)應(yīng)力較敏感，可用作 脈沖變壓器材料、電感鐵芯和功能磁性材料。鐵鉆系合金。鉆含量 27%50%。具有較高的飽和磁化強(qiáng)度，電阻率低。適于制造極 靴、電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子、小型變壓器鐵芯等。軟磁鐵氧體。非金屬亞鐵磁性軟磁材料。電阻率高（10-21010Q m ）,飽和磁化強(qiáng)度比金屬低，價(jià)格低廉，廣泛用作電感元件和變壓器元件（見鐵氧體）。非晶態(tài)軟磁合金。一種無長程有序、無晶粒合金，又稱金屬玻璃，或稱非晶金屬。其 磁導(dǎo)率和電阻率高，矯頑力小，對(duì)應(yīng)力不敏感，不存在由晶體結(jié)構(gòu)引起的磁晶各向異性，具 有耐蝕和高強(qiáng)度等特點(diǎn)。此外，其居里點(diǎn)比晶態(tài)軟

6、磁材料低得多，電能損耗大為降低，是一 種正在開發(fā)利用的新型軟磁材料。超微晶軟磁合金。20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的一種軟磁材料。由小于50納米左右的結(jié)晶相和非晶態(tài)的晶界相組成，具有比晶態(tài)和非晶態(tài)合金更好的綜合性能，不僅磁導(dǎo)率高、矯頑力 低、鐵損耗小，且飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好?，F(xiàn)主要研究的是鐵基超微晶合金。軟磁材料的常用磁性能參數(shù)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs：其大小取決于材料的成分，它所對(duì)應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化 矢量整齊排列。剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br：是磁滯回線上的特征參數(shù)，H回到0時(shí)的B值。矩形比：Br / Bs矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決于材料的成分及缺陷（雜質(zhì)、應(yīng)力等）。磁導(dǎo)率- 是磁

7、滯回線上任何點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的B與H的比值，與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。初始磁導(dǎo)率科i、最大磁導(dǎo)率科m微分磁導(dǎo)率科d、振幅磁導(dǎo)率科a、有效磁導(dǎo)率科e、脈 沖磁導(dǎo)率Wp。居里溫度Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降，達(dá)到某一溫度時(shí)，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判裕撆R界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。損耗P:磁滯損耗 Ph及渦流損耗 Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe1f2 t2 /, p降低，磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力 Hc;降低渦流損耗Pe的方法是減薄磁性材料的厚度t及提高材料的電阻率P。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關(guān)系為：總功率耗散（mW /表

8、面積（cm2）磁化水磁化水的產(chǎn)生磁化水是一種被磁場磁化了的水。讓普通水以一定流速，沿著與磁力線垂直的方向，通 過一定強(qiáng)度的磁場，普通水就會(huì)變成磁化水。磁化水的應(yīng)用磁化水有種種神奇的效能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)上，人們最初只是用磁場處理少量的鍋爐用水，以減少水垢?，F(xiàn)在磁化水已被廣 泛用于各種高溫爐的冷卻系統(tǒng)，對(duì)于提高冷卻效率、延長爐子壽命起了很重要的作用。許多 化工廠用磁化水加快化學(xué)反應(yīng)速度，提高產(chǎn)量。建筑行業(yè)用磁化水?dāng)嚢杌炷?，大大提高?混凝土強(qiáng)度。紡織廠用磁化水褪漿，印染廠用磁化水調(diào)色，都取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)業(yè)上，用磁化水浸種育秧，能使種子出芽快，發(fā)芽率高，幼苗

9、具有株高、莖粗、根 長等優(yōu)點(diǎn)；用磁化水灌田，可使土質(zhì)松軟，加快有機(jī)肥分解，刺激農(nóng)作物生長。通過實(shí)踐人 們發(fā)現(xiàn)，畜牧場用磁化水喂養(yǎng)家禽家畜，可使禽畜疾病減少、增重快。在醫(yī)學(xué)上，磁化水不僅可以殺死多種細(xì)菌和病毒，還能治療多種疾病。例如磁化水對(duì)治 療各種結(jié)石病癥（膽、膀胱、腎等結(jié)石）、胃病、高血壓、糖尿病及感冒等均有療效。對(duì)于沒病的人來說，常飲磁化水還能起到防病健身的作用。在日常生活中，用經(jīng)過磁化的洗衣粉溶液洗衣服，可把衣服洗得更干凈。在趣的是，不 用洗衣粉而單用磁化水洗衣，洗滌效果也很令人滿意。水經(jīng)磁化后，水性質(zhì)發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，氫鍵角由105。變成103。，水由原來的1318個(gè)大分子團(tuán)變

10、成56個(gè)小分子團(tuán)。水的滲透力、溶解度、表面張力增強(qiáng)，水中的 CaCO3 、MgCO3 在蒸煮過程中分解生成較松軟的C a （HCO3） 2、Mg （HCO 3） 2,它們不易在壁上積存，從而達(dá)到除垢的效果。人體的體重由70%左右的水分構(gòu)成。人體的新陳代謝、系統(tǒng)平穩(wěn)，必須依賴于水、水是 構(gòu)成生命細(xì)胞的基礎(chǔ)。 食物的消化吸收營養(yǎng)的輸送、血液的循環(huán)、廢物的排泄、體溫的調(diào)節(jié)，每一個(gè)生命活動(dòng)都離不開水。人體各器官含水量：腦脊髓約占99%,淋巴腺約占94%,血液約占83%,腸胃、脾、肌 肉約占75%,腎臟約占82%,肺、心臟約占79%,肝臟約占68%皮膚約占72%,骨骼約占 50%水，嬰兒水分約占全身的

11、80%左右。一個(gè)人如果不補(bǔ)充水，4天左右就會(huì)進(jìn)入昏迷狀態(tài)， 8-12天就會(huì)死亡。有水而沒食物時(shí)，人的生命可維持20-22天。人體失掉體重 20%的水分,生理功能就會(huì)停止而死亡。磁化水素有“神水”“魔水”之稱。早在五百年前，明朝大醫(yī)學(xué)家李時(shí)珍就己發(fā)現(xiàn)磁化水具有“去瘡痿、長肌膚”、“長飲令人有子、壯陽”“宜入酒”等功效（見本草綱目583-586 頁），能夠強(qiáng)身健體，治療多種疾病。生活實(shí)用參考小常識(shí)用磁化水煮飯一一米飯更可口，剩飯用磁化水煮與新米一樣粘稠有香味。煮面一一面條不粘連，煮餃子不粘，和面不用醒馬上就能用。煮湯一一可使各種菜肴保持原味，更鮮美。熬中藥一一可使藥物成份完全析出，增強(qiáng)藥效。煮咖啡

12、一一更濃香，可長時(shí)間保持香味，消除刺激性。沏茶一一可防止丹寧溢出，使荼味更甘醇、不澀苦、泠后仍可喝。奶粉可完全溶解，不容易酸敗且更可口，奶香味更濃。涼水也可沖奶粉。清洗蔬果一一清香可口，不易腐爛。洗葡萄隔夜后不招小飛蟲。清洗餐具一一不用洗潔精（動(dòng)物油除外）。解酒一一多喝磁化水，迅速解酒，不適感馬上消除。吸煙一一可減少尼古丁在身體中產(chǎn)危害，口腔減少異味，牙齒不會(huì)黑黃。洗臉一一皮膚細(xì)嫩，防止黑斑、雀斑及皮膚老化。洗澡一一可預(yù)防各種皮膚疾病，更可使皮膚細(xì)胞活化、有彈性。護(hù)發(fā)一一磁化水洗發(fā)，可預(yù)防頭皮癢、頭皮屑、頭發(fā)光亮柔順，不用護(hù)發(fā)素。洗衣服一一去污力強(qiáng)，省時(shí)、省水、省電、省洗衣粉。容器一一能除去容

13、器水垢及防垢。盆栽一一澆花，花木茂盛，無病蟲害，花期延長，花鮮艷。育苗一一生豆芽為發(fā)霉，發(fā)育快。養(yǎng)魚魚缸不長苔，魚無病，存活率高。醫(yī)學(xué)中的磁應(yīng)用明代李時(shí)珍的本草綱目收集了磁石的臨床治療效應(yīng)， 清朝名醫(yī)張錫純叫病人含磁鐵， 然后在病人耳后放根鐵棒治療耳病。清朝的醫(yī)術(shù)上說，磁石是治療眼病最有效的方法。在醫(yī)學(xué)上，利用核磁共振可以診斷人體異常組織，判斷疾病，這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術(shù)，其基本原理如下：原子核帶有正電，并進(jìn)行自旋運(yùn)動(dòng)。通常情況下，原子 核自旋軸的排列是無規(guī)律的，但將其置于外加磁場中時(shí)， 核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統(tǒng)的磁化矢量由零逐漸增長，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，磁化強(qiáng)度達(dá)

14、到穩(wěn)定值。如果此時(shí)核 自旋系統(tǒng)受到外界作用，如一定頻率的射頻激發(fā)原子核即可引起共振效應(yīng)。在射頻脈沖停止 后，自旋系統(tǒng)已激化的原子核，不能維持這種狀態(tài)，將回復(fù)到磁場中原來的排列狀態(tài)，同時(shí) 釋放出微弱的能量，成為射電信號(hào)，把這許多信號(hào)檢出，并使之時(shí)進(jìn)行空間分辨，就得到運(yùn) 動(dòng)中原子核分布圖像。核磁共振的特點(diǎn)是流動(dòng)液體不產(chǎn)生信號(hào)稱為流動(dòng)效應(yīng)或流動(dòng)空白效應(yīng)。因此血管是灰白色管狀結(jié)構(gòu)，而血液為無信號(hào)的黑色。這樣使血管很容易軟組織分開。正常 脊髓周圍有腦脊液包圍，腦脊液為黑色的，并有白色的硬膜為脂肪所襯托，使脊髓顯示為白 色的強(qiáng)信號(hào)結(jié)構(gòu)。核磁共振已應(yīng)用于全身各系統(tǒng)的成像診斷。效果最佳的是顱腦， 及其脊髓、心

15、臟大血管、關(guān)節(jié)骨骼、軟組織及盆腔等。對(duì)心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣 膜的解剖變化，而且可作心室分析，進(jìn)行定性及半定量的診斷，可作多個(gè)切面圖，空間分辨 率高，顯示心臟及病變?nèi)?，及其與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系，優(yōu)于其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫(yī)的一味藥材。現(xiàn)在，人們利用 血液中不同成分的磁性差別來分離紅細(xì)胞和白細(xì)胞。另外，磁場與人體經(jīng)絡(luò)的相互作用可以 實(shí)現(xiàn)磁療，在治療多種疾病方面有獨(dú)到的作用，已經(jīng)有磁療枕、磁療腰帶等應(yīng)用。用磁鐵作 成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的鐵末，磁化水可以防止鍋爐結(jié)垢勘探領(lǐng)域的磁應(yīng)用太陽黑子是太陽上磁場活

16、動(dòng)非常劇烈的區(qū)域。太陽黑子的爆發(fā)對(duì)我們的生活會(huì)產(chǎn)生影響，例如使得無線電通信暫時(shí)中斷等。因此，研究太陽黑子對(duì)我們有重要意義。地磁的變化可以用來勘探礦床。由于所有物質(zhì)均具有或強(qiáng)或弱的磁性，如果它們聚集在一起，形成礦床，那么必然對(duì)附近區(qū)域的地磁場產(chǎn)生干擾，使得地磁場出現(xiàn)異常情況。根據(jù)這一點(diǎn)，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對(duì)地磁圖上磁場異常的區(qū)域進(jìn)行 分析和進(jìn)一步勘探，往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)構(gòu)造。不同地質(zhì)年代的巖石往往具有不同的磁性。因此，可以根據(jù)巖石的磁性輔助判斷地質(zhì)年代的 變化以及地殼變動(dòng)。很多礦藏資源都是共生的，也就是說好幾種礦物質(zhì)混合的一起，它們具有不同的磁

17、性。利用 這個(gè)特點(diǎn)，人們開發(fā)了磁選機(jī)，利用不同成分礦物質(zhì)的不同磁性以及磁性強(qiáng)弱的差別，用磁 鐵吸引這些物質(zhì)，那么它們所受到的吸引力就有所區(qū)別，結(jié)果可以將混在一起的不同磁性的3精選文庫礦物質(zhì)分開，實(shí)現(xiàn)了磁性選礦。磁法勘探測量地磁異常以確定含磁性礦物的地質(zhì)體及其他探測對(duì)象存在的空間位置和幾何形狀,從而對(duì)工作地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、有用礦產(chǎn)分布及其他情況作出推斷。磁性巖體及礦體產(chǎn)生的磁場疊加在地球磁場之上，引起地磁場的畸變。這種畸變一般稱 為地磁異常。在造巖礦物中，只有磁鐵礦、鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦和磁赤鐵礦等少數(shù)礦物具有強(qiáng)磁性（見巖石物理性質(zhì)）。因此，巖石及礦石的磁性強(qiáng)弱，主要決定于上述礦物的含量及分布情況。

18、根據(jù)測定，沉積巖的磁化率比巖漿巖和變質(zhì)巖的磁化率低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。在巖漿巖中，基 性及超基性巖的磁性最強(qiáng)，酸性巖是弱磁性或無磁性的。變質(zhì)巖的磁性決定于原巖的成分及 變質(zhì)過程中的化學(xué)變化。如果原巖是花崗巖及泥巖等，則變質(zhì)后的巖石一般無磁性；如果原 巖是基性噴出巖或侵入巖等，則變質(zhì)后的巖石一般具有中等磁性。軍事領(lǐng)域的磁應(yīng)用磁性材料在軍事領(lǐng)域同樣得到了廣泛應(yīng)用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接觸目標(biāo) 時(shí)爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼 鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標(biāo)）時(shí)，傳感器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷 爆炸，提高了殺傷力。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，制空權(quán)是

19、奪得戰(zhàn)役勝利的關(guān)鍵之一。但飛機(jī)在飛行過程中很容易被敵方的雷 達(dá)偵測到，從而具有較大的危險(xiǎn)性。為了躲避敵方雷達(dá)的監(jiān)測，可以在飛機(jī)表面涂一層特殊 的磁性材料-吸波材料，它可以吸收雷達(dá)發(fā)射的電磁波，使得雷達(dá)電磁波很少發(fā)生反射，因 此敵方雷達(dá)無法探測到雷達(dá)回波，不能發(fā)現(xiàn)飛機(jī)，這就使飛機(jī)達(dá)到了隱身的目的。這就是大 名鼎鼎的“隱形飛機(jī)”。隱身技術(shù)是目前世界軍事科研領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。美國的 F117隱形戰(zhàn) 斗機(jī)便是一個(gè)成功運(yùn)用隱身技術(shù)的例子。在美國的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃中，有一種新型武器“電磁武器”的開發(fā)研究。傳統(tǒng)的火炮都是 利用彈藥爆炸時(shí)的瞬間膨脹產(chǎn)生的推力將炮彈迅速加速，推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放 在螺線

20、管中，給螺線管通電，那么螺線管產(chǎn)生的磁場對(duì)炮彈將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力，將炮彈射 出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導(dǎo)彈等。核磁共振1930 年代，物理學(xué)家伊西多拉比發(fā)現(xiàn)在磁場中的原子核會(huì)沿磁場方向呈正向或反向有 序平行排列，而施加無線電波之后，原子核的自旋方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這是人類關(guān)于原子核與磁 場以及外加射頻場相互作用的最早認(rèn)識(shí)。由于這項(xiàng)研究，拉比于1944年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1946年兩位美國科學(xué)家布洛赫和珀塞爾發(fā)現(xiàn)，將具有奇數(shù)個(gè)核子（包括質(zhì)子和中子）的 原子核置于磁場中，再施加以特定頻率的射頻場，就會(huì)發(fā)生原子核吸收射頻場能量的現(xiàn)象， 這就是人們最初對(duì)核磁共振現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。為此他們兩人獲得了

21、1952年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。人們?cè)诎l(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象之后很快就產(chǎn)生了實(shí)際用途，化學(xué)家利用分子結(jié)構(gòu)對(duì)氫原子周 圍磁場產(chǎn)生的影響，發(fā)展出了核磁共振譜，用于解析分子結(jié)構(gòu)，隨著時(shí)間的推移，核磁共振譜技術(shù)不斷發(fā)展，從最初的一維氫譜發(fā)展到13C譜、二維核磁共振譜等高級(jí)譜圖，核磁共振技術(shù)解析分子結(jié)構(gòu)的能力也越來越強(qiáng)，進(jìn)入1990年代以后，人們甚至發(fā)展出了依靠核磁共振信息確定蛋白質(zhì)分子三級(jí)結(jié)構(gòu)的技術(shù)，使得溶液相蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的精確測定成為可能。1946年，美國哈佛大學(xué)的珀塞爾和斯坦福大學(xué)的布洛赫宣布，他們發(fā)現(xiàn)了核磁共振 NMR兩人因此獲得了 1952年諾貝爾獎(jiǎng)。核磁共振是原子核的磁矩在恒定磁場和高頻磁場（處在無

22、線電波波段）同時(shí)作用下，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振吸收現(xiàn)象。核磁共振很快成為一 種探索、研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的高新技術(shù)。目前，核磁共振已在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、 生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。原子核由質(zhì)子和中子組成，它們均存在固有磁矩?？赏ㄋ椎睦斫鉃樗鼈?cè)诖艌鲋械男袨?就像一根根小磁針。原子核在外加磁場作用下，核磁矩與磁場相互作用導(dǎo)致能級(jí)分裂，能級(jí) 差與外加磁場強(qiáng)度成正比。如果再同時(shí)加一個(gè)與能級(jí)間隔相應(yīng)的交變電磁場，就可以引起原 子核的能級(jí)躍遷，產(chǎn)生核磁共振?？梢姡幕驹砼c原子的共振吸收現(xiàn)象類似。早期核磁共振主要用于對(duì)核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究，如測量核磁矩、電四極距、及核自旋等，后

23、來廣泛應(yīng)用于分子組成和結(jié)構(gòu)分析，生物組織與活體組織分析，病理分析、醫(yī)療診斷、產(chǎn) 品無損監(jiān)測等方面。對(duì)于孤立的氫原子核（也就是質(zhì)子），當(dāng)磁場為1.4T時(shí)，共振頻率為59.6MHz,相應(yīng)的電磁波為波長 5米的無線電波。但在化合物分子中， 這個(gè)共振頻率還與氫核 所處的化學(xué)環(huán)境有關(guān)，處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫核有不同的共振頻率，稱為化學(xué)位移。這是 由核外電子云對(duì)磁場的屏蔽作用、誘導(dǎo)效應(yīng)、共厄效應(yīng)等原因引起的。同時(shí)由于分子間各原 子的相互作用，還會(huì)產(chǎn)生自旋-耦合裂分。利用化學(xué)位移與裂分?jǐn)?shù)目，就可以推測化合物尤其是有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)。這就是核磁共振的波譜分析。20世紀(jì)70年代，脈沖傅里葉變換核磁共振儀出現(xiàn)了，它

24、使 C13譜的應(yīng)用也日益增多。用核磁共振法進(jìn)行材料成分和結(jié)構(gòu)分析有精 度高、對(duì)樣品限制少、不破壞樣品等優(yōu)點(diǎn)。最早的核磁共振成像實(shí)驗(yàn)是由1973年勞特伯發(fā)表的，并立刻引起了廣泛重視，短短 10年間就進(jìn)入了臨床應(yīng)用階段。作用在樣品上有一穩(wěn)定磁場和一個(gè)交變電磁場，去掉電磁場后，處在激發(fā)態(tài)的核可以躍遷到低能級(jí)，輻射出電磁波，同時(shí)可以在線圈中感應(yīng)出電壓信號(hào)，稱 為核磁共振信號(hào)。人體組織中由于存在大量水和碳?xì)浠衔锒写罅康臍浜耍话阌脷浜?得到的信號(hào)比其他核大 1000倍以上。正常組織與病變組織的電壓信號(hào)不同，結(jié)合 CT技術(shù)， 即電子計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)，可以得到人體組織的任意斷面圖像，尤其對(duì)軟組織的病變?cè)\斷，更顯示了它的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)病變部位非常敏感，圖像也很清晰。核磁共振成像研究中，一個(gè)前沿課題是對(duì)人腦的功能和高級(jí)思維活動(dòng)進(jìn)行研究的功能性 核磁共振成像。人們對(duì)大腦組織已經(jīng)很了解，但對(duì)大腦如何工作以及為何有如此高級(jí)的功能 卻知之甚少。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室于1988年開始了這方面的研究， 美國政府還將20世紀(jì)90年代 確定為“腦的十年”。用核磁共振技術(shù)可以直接對(duì)生物活體進(jìn)行觀測，而且被測對(duì)象意識(shí)清醒，還具有無輻射損傷、成像速度快、時(shí)空分辨率高（可分別達(dá)到100 dm和幾十ms）、可檢測多種核素、化學(xué)位移有選擇性等優(yōu)點(diǎn)。美國威斯康星醫(yī)院已拍攝了數(shù)