第1章：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)

放射物理與防護(hù)主講：魏冀第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)二、波爾的原子模型三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)一、原子核的組成二、原子核結(jié)合能三、原子核能級四、原子核的自旋與核磁矩第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動二、磁共振現(xiàn)象三、核自旋弛豫第四節(jié)磁共振現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)應(yīng)用一、磁共振波譜分析技術(shù)二、磁共振成像技術(shù)

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)二、波爾的原子模型三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)一、原子核的組成二、原子核結(jié)合能三、原子核能級四、原子核的自旋與核磁矩第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動二、磁共振現(xiàn)象三、核自旋弛豫第四節(jié)磁共振現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)應(yīng)用一、磁共振波譜分析技術(shù)二、磁共振成像技術(shù)

牛頓力學(xué)建立后，被順利地推廣到剛體和流體。

到了19世紀(jì)，熱力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)和電動力學(xué)也建立起來了。古典物理學(xué)在科學(xué)與技術(shù)的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，取得了巨大的成功。1846年海王星的發(fā)現(xiàn)又完全證實了根據(jù)牛頓理論所作出的預(yù)言。19世紀(jì)40年代能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)，揭示了各種物質(zhì)運動形式之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，從而把力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、化學(xué)等聯(lián)系在一起。牛頓力學(xué)成為各門科學(xué)的理論基礎(chǔ)，這樣，大至日月星辰、小到原子分子，似乎無不被牛頓體系所包羅。大部分人認(rèn)為，物理學(xué)大廈已經(jīng)最終建成，剩下的工作只是把物理常數(shù)的測量弄得再準(zhǔn)確一些。古典物理學(xué)的頂峰1803年，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是化學(xué)變化中不可再分的實心球體。物理學(xué)危機(jī)隱含的危機(jī)：麥克斯韋電磁場理論的無法解釋正當(dāng)古典物理達(dá)到了頂峰，人們陶醉于“盡善盡美”的境界時，卻出乎意料地發(fā)生了物理學(xué)危機(jī)。這場危機(jī)是從以太漂移實驗和黑體輻射定律的研究開始的。

—以太漂移實驗的零結(jié)果

—對比熱和熱輻射定律研究中出現(xiàn)了“紫外災(zāi)難”兩朵烏云——>烏云密布序幕：陰極射線的發(fā)現(xiàn)

19世紀(jì)是電磁學(xué)大發(fā)展的時期,到七、八十年代電氣工業(yè)開始有了發(fā)展,發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓輸電線路逐步在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，然而，漏電和放電損耗非常嚴(yán)重，成了有待解決的問題。同時，電氣照明也吸引了許多科學(xué)家的注意。這些問題都涉及低壓氣體放電現(xiàn)象，于是，人們競相研究與低壓氣體發(fā)電現(xiàn)象有關(guān)的問題。陰極射線是低壓氣體放電過程中出現(xiàn)的一種奇特現(xiàn)象。陰極射線究竟是什么？電磁輻射or某種粒子流？1836年法拉第就注意到低壓氣體中的放電現(xiàn)象，但因缺少高真空的手段未能實現(xiàn)真空放電；1854年蓋斯勒發(fā)明了“蓋斯勒真空管”；1876年戈爾茨坦指出真空放電時陰極管壁上產(chǎn)生的綠色光輝，是由負(fù)極上所產(chǎn)生的某種射線射到玻璃上引起的，他把這種射線稱為“陰極射線”?！瓣帢O射線”的發(fā)現(xiàn)，引起科學(xué)家的興趣，不少人來研究射線的性質(zhì)，從而導(dǎo)致了X射線、放射性和電子等一系列重要發(fā)現(xiàn)。序幕：陰極射線的發(fā)現(xiàn)著名物理學(xué)家開爾文說:“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這所大廈?！钡@種固步自封的思想很快被打破。19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)（X射線1895年、放射線1896年、電子1897年），揭開了物理學(xué)革命的序幕，它標(biāo)志著物理學(xué)的研究由宏觀進(jìn)入到微觀，標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生倫琴（1845-1923）德國維爾茨堡大學(xué)校長實驗物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的實驗室1895年11月8日晚，倫琴作放電管實驗研究陰極射線時所發(fā)現(xiàn)一種穿透能力很強(qiáng)的射線。X射線是19世紀(jì)末的一項重大發(fā)現(xiàn)。倫琴因此而獲1901年首屆諾貝爾物理學(xué)獎

倫琴夫人手掌骨具有劃時代意義醫(yī)學(xué)上第一張X射線照片1895年12月28日，倫琴向德國物理學(xué)醫(yī)學(xué)會遞交了第一篇關(guān)于X射線的論文，《論新的射線》，并公布了他夫人的X射線手骨照片。1895年X射線的發(fā)現(xiàn)X射線≠陰極射線X-radiationMicrowavesg-radiationUVIRRadiowaves10-610-311031061091012Wavelength(nm)可見光微波無線電波

從無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線，構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜，最長的波長是最短的波長的1021倍以上從無線電波到γ射線，都是本質(zhì)上相同的電磁波，它們的行為服從共同的規(guī)律。不同的電磁波，產(chǎn)生的機(jī)理不同；不同的電磁波，因頻率不同，表現(xiàn)出不同的特性

在電磁波譜中，X射線的波長范圍約為0.005nm到10nm，相當(dāng)于可見光波長的10萬分之一到50分之一。X射線≠陰極射線1895年X射線的發(fā)現(xiàn)倫琴射線的發(fā)現(xiàn)對物理學(xué)進(jìn)一步的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響，它展示了物理學(xué)有待探索的領(lǐng)域，給物理學(xué)的發(fā)展打開了新的局面。

通過X射線譜的研究，為認(rèn)識物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)提供了重要的途徑。X射線衍射成為研究晶體結(jié)構(gòu)的有力工具。

同時X射線的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識的“電磁波譜”朝著短波方向拓廣了一大段。為后來的科學(xué)研究打下了基礎(chǔ)，X射線的發(fā)現(xiàn)對認(rèn)識原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大的意義。1895年X射線的發(fā)現(xiàn)貝克勒爾居里夫婦1896年放射性的發(fā)現(xiàn)1896年法國物理學(xué)家昂利?貝克勒爾對一種稱為硫酸雙氧鈾鉀的物質(zhì)進(jìn)行了研究，想知道這種熒光輻射中是否含有X射線。實驗發(fā)現(xiàn)，雖然未經(jīng)陽光照射（失去了紫外線對熒光的刺激作用），底片卻由于很強(qiáng)的輻射而變得很黑。這決不是熒光或陽光所能造成的，必然有一種特別的東西在起作用。經(jīng)過多次實驗，他很快判明這種東西就是硫酸雙氧鈾鉀中的鈾，這就是最早發(fā)現(xiàn)的放射性現(xiàn)象。居里夫人建議把這種輻射能力叫做“放射性”。1896年放射性的發(fā)現(xiàn)天然放射性元素能夠放射出α、β、γ射線。α射線是帶兩個氦核的粒子流；β射線是高速的電子流；γ射線是波長比X射線更短的電磁波，即光子流。這三種射線都是從原子里跑出來的，原子不可分的觀念被徹底打破了。1902年盧瑟福和索迪提出原子自然衰變的理論，闡明放射性的本質(zhì)就是放射性元素的原子核自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核的過程。這就證明了元素不是不可改變的，而是可以轉(zhuǎn)化的。約瑟夫·約翰·湯拇遜（J·J湯姆遜）1897年電子的發(fā)現(xiàn)早期科學(xué)家普遍認(rèn)為陰極射線放出的是一種輻射的式,而Thomson從“陰極射線實驗”發(fā)現(xiàn)會因電場而偏折,所以推論他是一種帶電荷的粒子,而不是輻射,并計算出其質(zhì)量約為氫原子的1/1800倍.于1897年4月30日在英國皇家學(xué)院作了“陰極射線”的報告，正式宣布發(fā)現(xiàn)了陰極射線的本質(zhì)。在1899年正式命名為電子electron.密立根12年后，密立根測定電荷量的密立根油滴實驗得出：電荷量總是元電荷的整數(shù)倍（基本電荷e=1.6021892×10^-19庫侖）約瑟夫·約翰·湯拇遜（J·J湯姆遜）1897年電子的發(fā)現(xiàn)密立根

電子的發(fā)現(xiàn)具有偉大的意義，電子的發(fā)現(xiàn)打破了原子不可分的經(jīng)典的物質(zhì)觀,向人們宣告原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小單元，電子的發(fā)現(xiàn)開辟了原子物理學(xué)的嶄新研究領(lǐng)域，打開了通向原子物理學(xué)的大門,人們開始研究原子的結(jié)構(gòu)。三大發(fā)現(xiàn)的意義從1895年到1897年，連續(xù)三年之內(nèi)出現(xiàn)了三大發(fā)現(xiàn)，這對物理學(xué)界和哲學(xué)界都具有深遠(yuǎn)的意義。X射線、電子、放射性的發(fā)現(xiàn)在人們面前展示了物質(zhì)的微觀圖像，它為以后的粒子物理的研究開創(chuàng)了新路。三大發(fā)現(xiàn)打破了幾百年來形成的物質(zhì)不滅、能量守恒、原子不可分等傳統(tǒng)觀念，揭開了物理學(xué)革命的序幕，它標(biāo)志著物理學(xué)的研究由宏觀步入了微觀。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗

盧瑟福第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗

放射源——放射性元素釙（Po）放出α粒子，α粒子是氦核，帶2e正電荷，質(zhì)量是氫原子的4倍，具有較大的動能。金箔——作為靶子，厚度1μm,重疊了3000層左右的金原子。熒光屏——α粒子打在上面發(fā)出閃光。顯微鏡——通過顯微鏡觀察閃光，且可360°轉(zhuǎn)動觀察不同角度α粒子的到達(dá)情況。α粒子散射實驗裝置(放置在抽成真空的容器中）高速α粒子第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗實驗結(jié)果：絕大多數(shù)：沿原方向前進(jìn)少數(shù)：發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)（占8000分之一），極少數(shù)：偏角超過900，甚至幾乎被撞了回來1、電子能否使α粒子大角度偏轉(zhuǎn)？2、1微米厚的金箔內(nèi)含3000層原子層，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔仍沿原方向前進(jìn)說明什么？3、少數(shù)α粒子的大角度偏轉(zhuǎn)甚至反彈是怎么造成的？第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗原子的核式

結(jié)構(gòu)的提出①原子的大部分體積是空的；②在原子的中心有一個體積很小、密度極大的原子核；③原子的全部正電荷在原子核內(nèi)，且?guī)缀跞抠|(zhì)量均集中在原子核內(nèi)部。帶負(fù)電的電子在核空間進(jìn)行高速的繞核運動。1911年，盧瑟福通過大量α粒子散射實驗結(jié)果分析，提出了原子核的核式結(jié)構(gòu)模型即行星模型，以經(jīng)典電磁學(xué)為理論基礎(chǔ)，主要內(nèi)容有：根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠”的，舉一個簡單的例子：原子原子核第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠”的，舉一個簡單的例子：原子原子核10層樓第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗確定原子核模型中子-質(zhì)子模型發(fā)現(xiàn)中子1932年，查德威克用α粒子轟擊鈹發(fā)現(xiàn)一種質(zhì)量和質(zhì)子接近但不帶電的粒子----中子查得威克（1856~1940）發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核時，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子盧瑟福（1871~1937）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（一）α粒子的散射實驗

基本粒子電子、質(zhì)子、中子原子序數(shù)Z=質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)原子的組成質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)元素符號質(zhì)子中子第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（二）氫原子光譜的實驗規(guī)律----了解原子核外電子的情況光波是由原子運動過程中的電子產(chǎn)生的。各種物質(zhì)的原子內(nèi)部電子的運動情況不同，所以它們發(fā)射的光波也不同。研究不同物質(zhì)的發(fā)光和吸收光的情況，有重要的理論和實際意義，已成為一門專門的學(xué)科——光譜學(xué)。

光譜----研究原子結(jié)構(gòu)的重要途徑之一

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（二）氫原子光譜的實驗規(guī)律----了解原子核外電子的情況

光譜----研究原子結(jié)構(gòu)的重要途徑之一

光譜：光源所發(fā)出的所有波長成分的集合光譜：電磁輻射（不論在可見區(qū)域或在可見光以外）的波長成分和強(qiáng)度分布的記錄光源所發(fā)出的所有波長成分的集合第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（二）氫原子光譜的實驗規(guī)律

光譜儀：又稱分光儀，廣泛為認(rèn)知的為直讀光譜儀。以光電倍增管等光探測器測量譜線不同波長位置強(qiáng)度的裝置。其構(gòu)造由一個入射狹縫，一個色散系統(tǒng)，一個成像系統(tǒng)和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區(qū)域，并在選定的波長上（或掃描某一波段）進(jìn)行強(qiáng)度測定。分為單色儀和多色儀兩種。棱鏡攝譜儀光路示意圖第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（二）氫原子光譜的實驗規(guī)律譜線分析：根據(jù)譜線位置分析確定光源光波的成分光譜分類原子譜.如:鈉燈線狀譜帶狀譜連續(xù)譜固體.如;白熾燈分子譜第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（二）氫原子光譜的實驗規(guī)律光譜：光源所發(fā)出的所有波長成分的集合光源：研究光譜所用光源除自然光外，可以是火焰、高溫爐電弧、火花放電、氣體放電，化學(xué)發(fā)光、熒光燈。從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜。氫原子光譜在可見光和近紫外區(qū)，構(gòu)成一個很有規(guī)律的系統(tǒng)，譜線的間隔個強(qiáng)度都向著短波方向遞減。紅深綠青紫可見光范圍內(nèi)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)（二）氫原子光譜的實驗規(guī)律

巴爾末系--氫原子可見光譜規(guī)律及經(jīng)驗公式1885年從某些星體的光譜中觀察到的氫光譜線已達(dá)14條。同年，巴耳末發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以納入下面的簡單關(guān)系中。巴爾末公式n=3，4，5，···

里德伯常數(shù)

電子原子核式結(jié)構(gòu)被證明核帶正電原子式中性的原子核外有帶負(fù)電的結(jié)構(gòu)？？？原子核外電子的分布和運動情況？第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、波爾的原子模型行星模型的缺陷第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、波爾的原子模型用力學(xué)和電學(xué)原理推到原子能量是否符合光譜理論？原子核Zem電子-erv原子內(nèi)部能量=電子動能+體系勢能(核暫時作為不動不算動能）

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、波爾的原子模型行星模型的缺陷

盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說很好地解釋了a粒子的散射實驗，初步建立了原子結(jié)構(gòu)的比較正確的圖景，但跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾。經(jīng)典電動力學(xué)：（1）當(dāng)帶電粒子有加速度時，就會輻射；（2）而發(fā)射出來的電磁波的頻率等于輻射體運動的頻率。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、波爾的原子模型行星模型的缺陷矛盾二：原來，電子沒有被庫侖力吸引到核上，它一定是以很大的速度繞核運動，就象行星繞著太陽運動那樣。按照經(jīng)典理論，繞核運動的電子應(yīng)該輻射出電磁波，因此它的能量要逐漸減少。隨著能量的減少，電子繞核運行的軌道半徑也要減小,于是電子將沿著螺旋線的軌道落入原子核，就像繞地球運動的人造衛(wèi)星受到上層大氣阻力不斷損失能量后要落到地面上一樣。這樣看來，原子應(yīng)當(dāng)是不穩(wěn)定的，然而實際上并不是這樣。矛盾一：同時，按照經(jīng)典電磁理論，電子繞核運行時輻射電磁波的頻率應(yīng)該等于電子繞核運行的頻率，隨著運行軌道半徑的不斷變化，電子繞核運行的頻率要不斷變化，因此原子輻射電磁波的頻率也要不斷變化。這樣，大量原子發(fā)光的光譜就應(yīng)該是包含一切頻率的連續(xù)譜。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、波爾的原子模型行星模型的缺陷

盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說很好地解釋了a粒子的散射實驗，初步建立了原子結(jié)構(gòu)的比較正確的圖景，但跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾。以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個矛盾，1913年玻爾在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型(一）玻爾假設(shè)第一，在原子內(nèi)部存在一系列穩(wěn)定的能量狀態(tài)E1，E2，E3，···，當(dāng)原子處在任一穩(wěn)定能態(tài)時，電子繞原子核作圓周運動，雖有向心加速度，也不向外輻射能量。而且，只有當(dāng)電子的角動量等于的整數(shù)倍的那些軌道才是可能的，即n=l，2，3，···

稱為量子數(shù)

為狄拉克常數(shù)(Diracconstant)

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型（一）玻爾假設(shè)第二，當(dāng)原子從能量狀態(tài)躍遷到能量狀態(tài)時，它將發(fā)射（或吸收）一個單色的光子，其頻率由下式?jīng)Q定

（二）氫原子的波爾理論、原子能級（推導(dǎo)過程）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型氫原子光譜經(jīng)驗公式量子理論：光能量是一個單元的整數(shù)倍，每個單元稱為光量子

量子化條件：（保證電子軌道的可能性）電子做圓周運動（二）氫原子的波爾理論、原子能級電子的軌道半徑只能取如此一系列的不連續(xù)值

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型n=l，2，3，···

稱為量子數(shù)

對氫原子，Z=1，可能的軌道半徑（二）氫原子的波爾理論、原子能級第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型原子所具有的能量也不是連續(xù)的，這種不連續(xù)的能量狀態(tài)，稱為原子的能級。（二）氫原子的波爾理論、原子能級第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型原子能級軌道是量子化的半徑是量子化的角動量是量子化的對應(yīng)原子能量值也是量子化的量子化是微觀客體的特性n稱為量子數(shù)（二）氫原子的波爾理論、原子能級第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型n稱為量子數(shù)普朗克常數(shù)：電子質(zhì)量：電子電量：同時：實驗總結(jié)經(jīng)驗公式和理論公式對波數(shù)和里德伯RH的計算結(jié)果非常接近，理論很滿意的說明了事實為狄拉克常數(shù)(Diracconstant)

（二）氫原子的波爾理論、原子能級第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型111N或者或者第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型玻爾理論的主要內(nèi)容：1、原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。2、原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為E初）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為E終）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即E初－E終.hv=3、原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型玻爾（1885~1962）4321E4E3E2E1定態(tài)假設(shè)躍遷假設(shè)4321E4E3E2E1軌道假設(shè)4321hν=E初–E未En=rn=n2r1第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

二、波爾的原子模型

波爾模型的主要貢獻(xiàn)是讓科學(xué)家了解了原子的結(jié)構(gòu)，另外，通過發(fā)射光譜的計算，波爾和他的學(xué)生算出了氫原子的電離能。一個原子的電離能，是指一個電子脫離原子完全自由說需要的能量。波爾得出的電離能和實驗數(shù)據(jù)是一致的。波爾模型還進(jìn)一步提供了對元素的某些化學(xué)性質(zhì)的解釋。每一種元素的原子具有獨特的電子排布情況，這一思想是化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)鍵等許多知識的基礎(chǔ)。1922年。波爾被授予諾貝爾獎。

4.自旋磁量子數(shù)ms=±1/2確定電子狀態(tài)的量子數(shù)

一個在原子核的庫侖場中運動的核外電子的狀態(tài)，可用四個量子數(shù)來確定。１．主量子數(shù)n=1.2.3……2.軌道角動量量子數(shù)=0，1，2，3……(n-1)３．軌道磁量子數(shù)

m

=0,±1,±2,······，±48第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（一）空間量子化第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（一）空間量子化

對于氫原子，軌道是圓形的。對于非氫原子，軌道可以是橢圓形的，此時就需要引入兩個量子數(shù)。一個是度量軌道能量的主量子數(shù)n，另一個是度量軌道角動量的角量子數(shù)l

。

可以認(rèn)為n和l

分別決定了橢圓的長軸和短軸，而l/n則決定了橢圓的偏心率。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（一）空間量子化1.主量子數(shù)n

電子殼層可用主量子數(shù)表示。

主量子數(shù)n取1，2，3，…時，相應(yīng)的電子殼層也可用K、L、M、N、O、P、Q等符號表示

。代表電子運動區(qū)域的大小和它總能量的主要部分，前者安裝軌道的描述也就是軌道的大小。

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)2.角量子數(shù)l

同一電子殼層中電子又分成若干電子亞層，由角量子數(shù)l確定

。l可取0，1，2，…，（n-1），對應(yīng)的電子亞層用s、p、d、f、g、h等符號來表示。

代表電子運動軌道的形狀和軌道角動量，這也同軌道電子的能量有關(guān)。（按量子力學(xué)理論，代表電子云的形狀）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)3．磁量子數(shù)ml各種軌道平面的空間取向。在角量子數(shù)l確定后，其量子軌道平面可有（2l＋1）個不同的取向。代表軌道在空間的可能取向，換一句話說，也代表軌道角動量在某一特殊方向（例如磁場方向）的分量。(量子力學(xué)中代表電子云的伸展方向）。

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)4.自旋量子數(shù)ms電子有兩種自旋狀態(tài)，其自旋方向相反。代表電子自旋的取向，這也代表電子自旋角動量的某特殊方向（例如磁場方向）的分量。s=1/2代表自旋角動量，對所有的電子是相同的,不能成為區(qū)別電子態(tài)的參數(shù)。順時針旋轉(zhuǎn)自旋向上逆時針旋轉(zhuǎn)自旋向上第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（二）電子的殼層結(jié)構(gòu)泡利不相容原理：在同一原子中，不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的量子數(shù)（n，l，ml，ms）。

主量子數(shù)為n的殼層中，可容納的最多電子數(shù)。

泡利不相容原理推論:1.一個原子中,n,,m,ms這四個量子數(shù)完全相同的電子只能有一個。2.具有相同量子數(shù)n,,m的電子最多能有兩個,它們的第四個量子數(shù)ms分別為。55第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（二）電子的殼層結(jié)構(gòu)具有相同量子數(shù)n的電子最多有個

因為對每一個,m可?。?+1）個值，而對每一個m,ms又可以取兩個值。56第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（二）電子的殼層結(jié)構(gòu)主殼層：我們把原子中n相同的一切電子的集合稱為一個主殼層。支殼層：在每一個主殼層中，具有相同角量子數(shù)的電子的集合稱為一個支殼層。一個主殼層最多能容納的電子數(shù)：

一個支殼層最多能容納的電子數(shù)：NL=2（2+1）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（二）電子的殼層結(jié)構(gòu)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（二）電子的殼層結(jié)構(gòu)n1234567…殼層名稱KLMNOPQ…L0123456…支殼層名稱spdfghi…58第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（二）電子的殼層結(jié)構(gòu)

表各殼層可以容納的最多電子數(shù)56主量子數(shù)n殼層名稱最多電子數(shù)2n2角量子數(shù)亞殼層最多電子數(shù)

2(2+1)1234KLMNOP2818325072001012301234501201234sspspdspdfspdfghspdfg226261026101426101418261014183259第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)（三）原子核外殼層電子的結(jié)合能把移走原子中某殼層軌道電子所需要的最小能量，稱為該殼層電子在原子中的結(jié)合能。

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)原子核外電子排布應(yīng)遵循的三大規(guī)律原子核外電子排布應(yīng)遵循的三大規(guī)律（一）泡利不相容原理：

1．在同一個原子里，沒有運動狀態(tài)四個方面完全相同的電子存在，這個結(jié)論叫泡利不相容原理。

泡利：奧地利物理學(xué)家，1945年獲諾貝爾物理學(xué)獎。（原子家政管理員）2．根據(jù)這個原理，如果有兩個電子處于一個軌道（即電子層電子亞層電子云的伸展方向都相同的軌道），那么這兩個電子的自旋方向就一定相反。3．各個電子層可能有的最多軌道數(shù)為n2,每個軌道只能容納自旋相反的兩個電子，各電子層可容納的電子總數(shù)為2n2

個。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)原子核外電子排布應(yīng)遵循的三大規(guī)律（一）泡利不相容原理：第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)本質(zhì)：所有的“物質(zhì)”不會被壓縮到一個點，而是必須占據(jù)一定空間。如費曼所說，正是泡利不相容原理，所有的東西才會變硬。所有的“像物質(zhì)的”量子粒子都服從不相容原理，這種粒子叫做"費米子",以紀(jì)念恩理科.費米是最早意識到泡利不相容原理的真正含義的幾個科學(xué)家之一。原子核外電子排布應(yīng)遵循的三大規(guī)律（二）能量最低原理：1．在核外電子的排布中，通常狀況下，電子總是盡先占有能量最低的原子軌道，只有當(dāng)這些原子軌道占滿后，電子才依次進(jìn)入能量較高的原子軌道，這個規(guī)律叫能量最低原理。（1）同一電子層中各亞層的能級不相同，它們是按s，p，d，f的次序增高。不同亞層：ns<np<nd<nf（2）在同一個原子中，不同電子層的能級不同。離核越近，n越小的電子層能級越低。同中亞層：1s<2s<3s；1p<2p<3p；（3）能級交錯現(xiàn)象：多電子原子的各個電子，除去原子核對它們有吸引力外，同時各個電子之間還存在著排斥力，因而使多電子原子的電子所處的能級產(chǎn)生了交錯現(xiàn)象。例如：E3d

>E4S

,E4d

>E5S，n≥3時有能級交錯現(xiàn)象。3．電子填入原子軌道順序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p，能級由低漸高。2．能級：就是把原子中不同電子層和亞層按能量高低排布成順序，象臺階一樣叫做能級。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)原子核外電子排布應(yīng)遵循的三大規(guī)律

（三）洪特規(guī)則：

1．在同一亞層中的各個軌道上，電子的排布盡可能單獨分占不同的軌道，而且自旋方向相同，這樣排布整個原子能量最低。

2．軌道表示式和電子排布式：軌道表示式：一個方框表示一個軌道電子排布式：亞層符號右上角的數(shù)字表示該亞層軌道中電子的數(shù)目第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)電子層核外電子的排布一般總是盡先從內(nèi)層排起，當(dāng)排滿后再填充下層。n123456…符號KLMNOP…電子離核由近至遠(yuǎn)，能量由低到高能量最低原則K分析圖中1~18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，核外電子排布有什么規(guī)律？核電荷數(shù)為1~18的元素原子結(jié)構(gòu)示意圖第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)稀有氣體元素原子電子層排布核電荷數(shù)元素名稱元素符號各電子層的電子數(shù)KLMNOP最外層電子數(shù)2氦He2210氖Ne28818氬Ar288836氪Kr28188854氙Xe2818188886氡Rn2818321888各層最多電子數(shù)2818325072第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)原子核外電子排布規(guī)律⑴能量最低原則：電子在核外排布時，總是盡量先排在能量最低的電子層里，即最先排布K層，當(dāng)K層排滿后，再排L層，依次類推⑵原子核外各電子層最多能容納2n2（n為電子層序數(shù)）個電子⑶原子最外層電子數(shù)不能超過8個（K層為最外層時不能超過2個）⑷原子次外層電子數(shù)不能超過18個（K層為次外層時為2個），倒數(shù)第三層電子數(shù)不能超過32個最低、最多、兩不超第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大（接近光速）位移可測位移、能量不可同時測定能量可測軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）用電子云描述（用出現(xiàn)機(jī)會的大小描述）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)電子云：是用統(tǒng)計的方法對核外電子運動規(guī)律所作的一種描述。描述方法：用點的密度大小表示電子在某處出現(xiàn)機(jī)會的多少。過程：給原子拍照。

結(jié)果：很像在原子核外有一層疏密不等的“云”。注意：每一個小黑點只代表電子在該處出現(xiàn)一次，并不代表有一個電子。一個點沒有多大意義，眾多點的疏密不同才有意義。原子的發(fā)現(xiàn)史第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。1.道爾頓原子模型(1803年）2.湯姆生原子模型（1904年）3.盧瑟福原子模型（1911年）4.波爾原子模型(1913年）5.電子云模型（1927~1935年）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

原子發(fā)現(xiàn)史

原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球。

原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子?，F(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說。波粒二象性。

電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。

原子中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就象行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)一樣。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)二、波爾的原子模型三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)一、原子核的組成二、原子核結(jié)合能三、原子核能級四、原子核的自旋與核磁矩第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動二、磁共振現(xiàn)象三、核自旋弛豫第四節(jié)磁共振現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)應(yīng)用一、磁共振波譜分析技術(shù)二、磁共振成像技術(shù)

第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)一、原子核組成核子質(zhì)子中子Z原子序數(shù)

A質(zhì)量數(shù)

同位素：有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子。

同中子異核素：有相同的中子數(shù)而質(zhì)子數(shù)不同的原子。同量異位素：有相同的核子數(shù)而質(zhì)子數(shù)不同的原子。同質(zhì)異能素：有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)，只是能量狀態(tài)不同。

第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)二、原子核結(jié)合能（一）幾個有關(guān)的相對論公式1.質(zhì)量與速度的關(guān)系

2.動量與速度的關(guān)系3.質(zhì)量與能量的關(guān)系

第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)（二）原子核結(jié)合能質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量都小于組成它的核子質(zhì)量之和

，這個差值稱為質(zhì)量虧損。結(jié)合能：與質(zhì)量虧損M相聯(lián)系的能量M

c2，表示這些自由狀態(tài)的單個核子結(jié)合成原子核時所釋放出來的能量。第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)平均結(jié)合能：把原子核的結(jié)合能除以此核內(nèi)的總核子數(shù)A。第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)三、原子核能級核的能量，像原子那樣是量子化的。

當(dāng)一個核發(fā)生從高能級到低能級躍遷時，所發(fā)出的光子一般在電磁波譜的射線區(qū)內(nèi)。

電子、中子、質(zhì)子和原子核等微觀粒子具有一種固有屬性——自旋：粒子以一定角速度繞自身對稱軸高速轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象核自旋

自旋核的角動量L為：

h為普朗克常數(shù)(Planckconstant)

I為原子核自旋量子數(shù)(spinquantumnumber)為狄拉克常數(shù)(Diracconstant)

第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)四、原子核自旋與核磁矩第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)（1）質(zhì)子數(shù)是偶數(shù)，中子數(shù)也是偶數(shù)的核。其自旋量子數(shù)I=0，這種核沒有自旋。（2）質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一個是奇數(shù)、另一個是偶數(shù)的核。其自旋量子數(shù)I=1/2，3/2，5/2等半整數(shù)，這種核有自旋。四、原子核自旋與核磁矩1.原子核的自旋

原子核自旋情況由核的自旋量子數(shù)I來表征。

（3）質(zhì)子數(shù)是奇數(shù)，中子數(shù)也是奇數(shù)的核。其自旋量子數(shù)，I=1，2，3等整數(shù)，這種核有自旋。

自旋角動量

原子核角動量在空間某一選定方向（例如z軸方向）上的投影也是量子化的。

m為核自旋磁量子數(shù)，其可取的數(shù)值為I，I-1，···-I+1，-I，共有2I+1個值。第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)四、原子核自旋與核磁矩2.原子核的磁矩

第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)原子的組成核磁矩

描述自旋核在其周圍空間所產(chǎn)生的磁場的特性的物理量——自旋磁矩（spinmagneticmoment)核磁子磁旋比朗德因子四、原子核自旋與核磁矩2.原子核的磁矩

核磁矩

z也是量子化的，共有2I+1個可能的取值

第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)四、原子核自旋與核磁矩第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)四、原子核自旋與核磁矩凈自旋只有奇數(shù)質(zhì)子或奇數(shù)中子數(shù)的原子核產(chǎn)生的自旋磁矩泡利不相容原理：原子核內(nèi)成對質(zhì)子或中子的自旋相互抵消第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)四、原子核自旋與核磁矩討論磁矩

1)、只有自旋量子數(shù)I不為零的原子核（簡稱自旋核）磁矩才部位零，原子核就會具有一定磁性，自旋核也就可以看成是一個小磁體。2)、通常情況下，組成物體的原子核系統(tǒng)的是雜亂無章分布的，每個磁矩的方向都是隨意的，磁矩間的磁性相互抵消，對外不顯磁性，其總磁矩為

3)、原子核的磁性非常微弱氫原子核1H只有一個自旋的質(zhì)子，結(jié)構(gòu)最單純，又能提供最強(qiáng)的核磁共振信號，目前磁共振成像主要利用人體內(nèi)的氫原子核。

無外磁場時，自旋質(zhì)子的取向是隨機(jī)的，當(dāng)把它放在磁場中時，將按磁場方向取向，可能傾向南極，也可能傾向北極，沿空間各方向等概率分布。氫原子核1H第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)四、原子核自旋與核磁矩第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、揭示原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)二、波爾的原子模型三、原子核外的電子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子核結(jié)構(gòu)一、原子核的組成二、原子核結(jié)合能三、原子核能級四、原子核的自旋與核磁矩第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動二、磁共振現(xiàn)象三、核自旋弛豫第四節(jié)磁共振現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)應(yīng)用一、磁共振波譜分析技術(shù)二、磁共振成像技術(shù)

第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動自旋旋進(jìn)

G重力陀螺在重力場中旋進(jìn)靜磁場中的磁性核--微觀第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動自旋旋進(jìn)

G重力陀螺在重力場中旋進(jìn)陀螺的角動量L陀螺的重力矩M靜磁場中的磁性核--微觀第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動G重力陀螺在重力場中旋進(jìn)B0外磁場磁性核在磁場中的旋進(jìn)重力矩自旋量子數(shù)不為零的原子核，在外加靜磁場B0中，除了自旋外還將繞B0運動，類似于陀螺的運動，稱這種運動為旋進(jìn)/進(jìn)動(拉摩爾旋進(jìn)/進(jìn)動)。使自旋的質(zhì)子繞磁場軸進(jìn)動。

磁矩拉莫爾方程拉莫爾頻率原子核的旋進(jìn)頻率靜磁場中的磁性核-微觀第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動無磁場作用時有磁場作用時能量自旋狀態(tài)自旋狀態(tài)當(dāng)加一外磁場，這些自旋原子核的能級發(fā)生分裂，這一物理現(xiàn)象稱為塞曼效應(yīng)。

磁誘導(dǎo)產(chǎn)生自旋核的能級分裂靜磁場中的磁性核--微觀第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動當(dāng)加一外磁場，這些自旋原子核的能級發(fā)生分裂，這一物理現(xiàn)象稱為塞曼效應(yīng)。

當(dāng)置于外磁場

中時，相對于外磁場，有（2I+1）種取向：穩(wěn)定平衡，勢能低不穩(wěn)定平衡，勢能高靜磁場中的磁性核--微觀第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動磁共振的基本概念靜磁場中的磁性核--微觀氫核能級在外磁場B0中的能級劈裂與相應(yīng)的自旋（或磁矩）兩個可能取向第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動宏觀現(xiàn)象可觀測的大量微觀粒子集體表現(xiàn)磁化強(qiáng)度矢量(magnetizationvector)核磁矩矢量總和本質(zhì)為磁矩能用于臨床磁共振成像的自旋核只有氫核（質(zhì)子），所以自旋核密度也即質(zhì)子密度（protondensity）自旋核密度（spindensity）單位體積內(nèi)自旋核的數(shù)目或含量靜磁場中的磁性核_宏觀第三節(jié)磁共振一、核磁矩在靜磁場中的進(jìn)動宏觀總磁矩為零熱運動核磁矩取向概率各向均等磁化強(qiáng)度矢量隨時間變化宏觀總磁矩不為零1、靜磁場時2、靜磁場時在磁力矩作用下繞旋進(jìn)核磁矩磁場靜磁場中的磁性核_宏觀第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象靜磁場中的磁性核

有磁場

無外磁場作用時有外磁場作用時宏觀磁矩宏觀磁矩的磁性隨磁場的增強(qiáng)而增大

第三節(jié)磁共振1、磁共振的產(chǎn)生和條件共振：當(dāng)驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。外來驅(qū)動振動激勵固有振動二、磁共振現(xiàn)象第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象1、磁共振的產(chǎn)生和條件在靜磁場中，通過一定頻率的電磁波輻射樣品，當(dāng)輻射能量等于磁核能級差時磁核將吸收能量實現(xiàn)躍遷（受激吸收）。核磁共振：處于靜磁場中的磁性核受電磁波作用而產(chǎn)生的不同能級之間的共振躍遷現(xiàn)象。E1E2E3E4同時，存在處于高能級的磁核釋放能量回到低能級，釋放能量等于磁核能級差（受激輻射）。受激躍遷磁共振的條件第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象1、磁共振的產(chǎn)生和條件磁共振中，所施加的電磁波又叫射頻波（radiofrequencewave）,簡稱RF波，其含義是指該電磁波的頻率處于無線電波（radio）頻率范圍內(nèi)，而無線電波是可以發(fā)射出去再向各個方向傳播開來的，故稱射頻。RF波又常被稱為射頻脈沖（RFpulse）。RF波只持續(xù)很短的一段時間（以ms計）。第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象1、磁共振的產(chǎn)生和條件電磁波角頻率等于核旋進(jìn)角頻率產(chǎn)生NMR時如外界施加的電磁波的頻率為，則不同取向的氫核間的能級差可表示成第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象1、磁共振的產(chǎn)生和條件公式的意義：

1)對于不同的原子核，由于磁旋比不同，發(fā)生共振的條件不同。2)對于同一種原子核來說，值一定，共振頻率隨外磁場B0而改變。從式中可知道，觀察核磁共振吸收的方法有兩種：固定磁場強(qiáng)度B0而改變頻率，稱為掃頻法；固定電磁波頻率而改變磁場強(qiáng)度B0

，稱之為掃場法。第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象要產(chǎn)生磁共振，除了施加的電磁波的頻率必須和磁性核的旋進(jìn)頻率相同外，對電磁波方向也有要求。我們知道，電磁波中既有磁矢量又有電矢量，而且必須垂直于，磁共振中起作用的只有磁矢量,這對施加電磁波方向提出了要求。1、磁共振的產(chǎn)生和條件第三節(jié)磁共振二、磁共振現(xiàn)象2、核磁共振信號的強(qiáng)度

磁共振現(xiàn)象是指處在靜磁場中物質(zhì)的原子核受到一定頻率的電磁波的作用時，在它們的能級之間發(fā)生了共振躍遷。物質(zhì)在吸收電磁波的能量而產(chǎn)生躍遷后，又會釋放能量恢復(fù)到初始狀態(tài)，被釋放的能量信號成為磁共振信號。所以，只需要滿足三個條件就能夠產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象：即（1）能夠產(chǎn)生共振躍遷的原子核；（2）具有恒定的靜磁場也稱為外磁場或主磁場；（3）產(chǎn)生一定頻率電磁波的交變磁場即是指射頻磁場；需要注意這里，“磁共振”中的磁是指主磁場和射頻磁場；“共振”是指當(dāng)射頻磁場的頻率和原子核的進(jìn)動的頻率相同時原子核吸