核磁共振實(shí)驗(yàn)資料報(bào)告材料65115

1、應(yīng)物0903班核磁共振實(shí)驗(yàn)報(bào)告王文廣蘇海瑞U200910198U200910218核磁共振實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解核樣共振的基本原理2學(xué)習(xí)利用核磁共振測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度和原子核的 g 因子的方法二、實(shí)驗(yàn)容1在加不同大小掃場(chǎng)情況下仔細(xì)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(duì)應(yīng)的頻率2仔細(xì)觀察和判斷掃場(chǎng)變化對(duì)共振峰形的影響，從中確定真正能應(yīng)永久磁鐵磁場(chǎng) B0 的共振頻率，并以此頻率和質(zhì)子的公認(rèn)旋磁比值267.52MHz / T 計(jì)算樣品所在位置的磁場(chǎng) B03根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算掃場(chǎng)的幅度4研究射頻磁場(chǎng)的強(qiáng)弱對(duì)共振信號(hào)強(qiáng)度的影響5觀察聚四氟乙烯樣品的核磁共振現(xiàn)象，并計(jì)算氟核的g 因子三、實(shí)驗(yàn)

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(dòng)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(chēng)為玻爾磁子，對(duì)于自旋不為零的原子核，核磁矩1和自旋角動(dòng)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(chǎng) Bo中能級(jí)將發(fā)生賽曼分裂，相鄰能級(jí)間具有能量差E，當(dāng)有外界條件提供與E相同的磁能時(shí)，將引起相鄰賽曼能級(jí)之間的磁偶極躍遷， 比如賽曼能級(jí)的能量差為 E鈕的氫核發(fā)射能量為h的光子，當(dāng)2h二盤(pán)時(shí)，氫核將吸收這個(gè)光子由低塞曼能級(jí)躍遷到高塞曼能級(jí)，2這種共振吸收躍遷現(xiàn)象稱(chēng)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(chǎng)法產(chǎn)生核磁共振在實(shí)驗(yàn)中要使h二宜得到滿足不是容易的，因?yàn)榇艌?chǎng)不是容易2控制，因此我們?cè)谝粋€(gè)永磁鐵Bo上疊加一個(gè)低頻交談磁場(chǎng)B BmSin t，使氫質(zhì)子能級(jí)能量差 Bo BmSin t有一個(gè)變化的區(qū)域,2調(diào)節(jié)射頻場(chǎng)的頻率，使射頻場(chǎng)的能量h能進(jìn)入這個(gè)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(dāng)共振信號(hào)非等間距時(shí)共振點(diǎn)處h Bo Bmsin t ，2圖2.3.1 - 1按雄共撮信號(hào)圖錚間距共撮信號(hào)Bm sint未知，無(wú)法利用等式求出Bo的值調(diào)節(jié)射頻場(chǎng)的頻率使共振信號(hào)等間距時(shí)，共振點(diǎn)處Bmsin t=0，&的值便可求出四

4、、實(shí)驗(yàn)裝置示波器、邊限振蕩器、頻率計(jì)、電源、樣品、掃場(chǎng)線圈、永久磁鐵、頻率計(jì)五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備2. 觀察現(xiàn)象3. 測(cè)量共振頻率六、實(shí)驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)處理1. 加不同掃場(chǎng)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(dāng)共振信號(hào)出現(xiàn)共振點(diǎn)的頻率為fi當(dāng)共振信號(hào)等間距時(shí)共振點(diǎn)頻率f2當(dāng)共振信消失時(shí)共振點(diǎn)的頻率為f3掃場(chǎng)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(jì)算出Bo的值數(shù)據(jù)中共振信號(hào)等間隔時(shí)的共振頻率相差不大， 這應(yīng)該是由實(shí)驗(yàn)5儀器造成的我們?cè)谟?jì)算Bo的時(shí)候取 的平均值=f2i 24.670MHZi 1Bo=224.670MHz267.52MHZ/T=0.579Tfl（計(jì)算掃場(chǎng)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(jì)算的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)掃場(chǎng)的大小Bm和

6、電壓的大小U是成線性的2. 射頻磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和共振信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系射頻磁場(chǎng)的強(qiáng)度我們用裝有樣品的面板上的幅度旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)， 所以射頻磁場(chǎng)強(qiáng)度用幅度來(lái)表示；共振信號(hào)的強(qiáng)度我們通過(guò)示波器上 波形的高度丫來(lái)表示。射頻磁場(chǎng)強(qiáng)度示波器讀數(shù)放大倍數(shù)共振信號(hào)強(qiáng)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(hào)的強(qiáng)度先隨著射頻磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增強(qiáng)， 到達(dá)峰值后隨著射頻磁場(chǎng)的增強(qiáng)而減弱3. 觀察聚四氟乙烯樣品的核磁共振現(xiàn)象，并計(jì)算氟核的g因子水樣品的共振信號(hào)聚四氟乙烯的共振信號(hào)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)出聚四氟乙烯的共振信號(hào)比較麻煩，因?yàn)榉拥墓舱裥盘?hào)比較弱，這一點(diǎn)可以由以上兩幅圖像對(duì)比可以看出， 水樣品的共振信號(hào)非常明顯，而聚四氟乙烯的共振信號(hào)很弱。在實(shí)驗(yàn)得到的聚四氟乙烯的共振頻率為24.207MHz，0 B