二、NMR基本原理
NMR(1)原子核的自旋
原子核自旋运动:原子核的自身旋转运动。
用“自旋角动量”描述核自旋运动;
进行自旋运动的原子核都具有一定的自旋角动量;
核自旋角动量的大小决定于核自旋量子数I;
I表示某种原子核所固有的特性,不同的原子核I值不同;
核自旋量子数I=0,1/2,1,3/2,…
(2) 原子核的磁矩
原子核带有一定的正电荷,可以认为这些电荷均匀地分布在原子核的表面;
I 0的原子核有自旋运动,因此正电荷也围绕着旋转轴旋转产生环电流,从而产生一个磁场;

γ与粒子电荷和质量的比有关,不同的原子核有不同的γ 值
(3) 核磁共振条件
在静磁场H0中, I ≠0的原子核磁矩在磁场的作用下具有一定的能量;
该能量决定于核磁矩在静磁场方向的投影与磁场强度乘积的负值
E=-μz H 0
核磁矩在磁场中能量不连续,即能级分裂,能量差为
E=γħH0
将能量为h的射频场加到原子核上,如果hv=△E ,原子核就会在两个能级间跃迁,吸收电磁波能量;
受激辐射和受激吸收的几率相同,在射频场作用下的净跃迁由上下能级的布居数之差决定。很小的布居数差表明核磁信号很弱,因此核磁共振的灵敏度很低。
核磁矩不为零的核,在外磁场的作用下,核自旋能级发生塞曼分裂(Zeeman Splitting), 原子核共振吸收一特定频率的射频(ω=B)辐射, 这一物理过程称为核磁共振现象。


