核磁共振實驗資料報告材料65115

1、應(yīng)物0903班核磁共振實驗報告王文廣蘇海瑞U200910198U200910218核磁共振實驗報告、實驗?zāi)康?了解核樣共振的基本原理2學(xué)習利用核磁共振測量磁場強度和原子核的 g 因子的方法二、實驗容1在加不同大小掃場情況下仔細觀察水樣品的核磁共振現(xiàn)象， 記錄每種情況下的共振峰形和對應(yīng)的頻率2仔細觀察和判斷掃場變化對共振峰形的影響，從中確定真正能應(yīng)永久磁鐵磁場 B0 的共振頻率，并以此頻率和質(zhì)子的公認旋磁比值267.52MHz / T 計算樣品所在位置的磁場 B03根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計算掃場的幅度4研究射頻磁場的強弱對共振信號強度的影響5觀察聚四氟乙烯樣品的核磁共振現(xiàn)象，并計算氟核的g 因子三、實驗

2、原理1. 核磁共振現(xiàn)象與共振條件原子的總磁矩1和總角動量Pj存在如下關(guān)系2 g-Pje為朗德因子，e m是電子電荷和質(zhì)量, 為原子的旋磁比B稱為玻爾磁子，對于自旋不為零的原子核，核磁矩1和自旋角動量Pj也存在如下關(guān)系gN2mpgN¥P按照量子理論，存在核自旋和核磁矩的量子力學(xué)體系， 在外磁場 Bo中能級將發(fā)生賽曼分裂，相鄰能級間具有能量差E，當有外界條件提供與E相同的磁能時，將引起相鄰賽曼能級之間的磁偶極躍遷， 比如賽曼能級的能量差為 E鈕的氫核發(fā)射能量為h的光子，當2h二盤時，氫核將吸收這個光子由低塞曼能級躍遷到高塞曼能級，2這種共振吸收躍遷現(xiàn)象稱為“核磁共振”由上可知，核磁共振發(fā)

3、生和條件是電磁波的圓頻率為oBo2. 用掃場法產(chǎn)生核磁共振在實驗中要使h二宜得到滿足不是容易的，因為磁場不是容易2控制，因此我們在一個永磁鐵Bo上疊加一個低頻交談磁場B BmSin t，使氫質(zhì)子能級能量差 Bo BmSin t有一個變化的區(qū)域,2調(diào)節(jié)射頻場的頻率，使射頻場的能量h能進入這個區(qū)域，這樣在某一瞬間等式B0 Bmsin t總能成立。如圖，2由圖可知，當共振信號非等間距時共振點處h Bo Bmsin t ，2圖2.3.1 - 1按雄共撮信號圖錚間距共撮信號Bm sint未知，無法利用等式求出Bo的值調(diào)節(jié)射頻場的頻率使共振信號等間距時，共振點處Bmsin t=0，&的值便可求出四

4、、實驗裝置示波器、邊限振蕩器、頻率計、電源、樣品、掃場線圈、永久磁鐵、頻率計五、實驗過程1實驗準備2. 觀察現(xiàn)象3. 測量共振頻率六、實驗記錄和數(shù)據(jù)處理1. 加不同掃場觀察核磁共振這里用的樣品是水，觀察質(zhì)子的核磁共振記當共振信號出現(xiàn)共振點的頻率為fi當共振信號等間距時共振點頻率f2當共振信消失時共振點的頻率為f3掃場電壓(V)f1 MHzf2 MHzf3 MHz10024.61624.67424.7187524.62924.67124.7065024.64124.67124.6922524.65424.66824.680524.66324.66724.670Q由公式h =-2°Bo

5、可計算出Bo的值數(shù)據(jù)中共振信號等間隔時的共振頻率相差不大， 這應(yīng)該是由實驗5儀器造成的我們在計算Bo的時候取 的平均值=f2i 24.670MHZi 1Bo=224.670MHz267.52MHZ/T=0.579Tfl（計算掃場的幅度hh2B0Bm sin thf1h2 B0 Bmhf2h B2 B0hfshB0Bm2Bm在上面的推導(dǎo)中，我們之所以用fl, f2是為了減小誤差U100V,Bm1.2010T；U75V ,Bm9.04104t；由上面的五組數(shù)據(jù)得 U50V ,Bm5.99104t；U25V ,Bm3.05104t；U5V ,Bm8.22104t.根據(jù)計算的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)掃場的大小Bm和

6、電壓的大小U是成線性的2. 射頻磁場的強弱和共振信號強度的關(guān)系射頻磁場的強度我們用裝有樣品的面板上的幅度旋鈕進行調(diào)節(jié)， 所以射頻磁場強度用幅度來表示；共振信號的強度我們通過示波器上 波形的高度丫來表示。射頻磁場強度示波器讀數(shù)放大倍數(shù)共振信號強度101.80.050.099.830.050.159.63.40.10.349.42.50.51.2529.23.80.51.99.113.00.51.592.20.51.182.90.20.5872.50.10.2562.00.10.2由圖像可知，共振信號的強度先隨著射頻磁場的增強而增強， 到達峰值后隨著射頻磁場的增強而減弱3. 觀察聚四氟乙烯樣品的核磁共振現(xiàn)象，并計算氟核的g因子水樣品的共振信號聚四氟乙烯的共振信號在實驗過程中，調(diào)出聚四氟乙烯的共振信號比較麻煩，因為氟原子的共振信號比較弱，這一點可以由以上兩幅圖像對比可以看出， 水樣品的共振信號非常明顯，而聚四氟乙烯的共振信號很弱。在實驗得到的聚四氟乙烯的共振頻率為24.207MHz，0 B