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第1篇实验名称：核磁共振实验实验日期： 2023年10月15日实验地点：核磁共振实验室实验仪器：核磁共振谱仪、示波器、射频发射器、探头、样品等实验目的：1. 了解核磁共振的基本原理及其在物质结构分析中的应用。
2. 学习核磁共振谱图的解析方法。
3. 掌握核磁共振实验的基本操作流程。
实验原理：核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是利用具有磁矩的原子核在外加磁场中吸收特定频率的射频能量，产生共振现象的一种技术。
通过分析共振信号，可以获得有关原子核的性质和周围环境的信息。
实验内容：1. 样品准备：选取实验样品，并将其置于核磁共振谱仪的样品管中。
2. 磁场调节：调节核磁共振谱仪的磁场强度，使其与样品中原子核的进动频率相匹配。
3. 射频发射：发射特定频率的射频脉冲，激发样品中的原子核。
4. 信号采集：利用示波器采集原子核的共振信号。
5. 数据分析：对采集到的信号进行分析，解析核磁共振谱图。
实验结果：1. 核磁共振谱图：- 通过核磁共振谱图，观察到样品中存在多种化学环境不同的氢原子核。
- 谱图中峰的位置、形状和强度反映了不同化学环境中氢原子核的性质。
2. 化学位移：- 化学位移是核磁共振谱图中峰的位置，反映了原子核周围电子云的密度。
- 通过化学位移，可以确定不同化学环境中氢原子核的种类和数量。
3. 自旋耦合：- 自旋耦合是指相邻化学环境中氢原子核之间的相互作用，表现为谱图中峰的分裂。
- 通过自旋耦合，可以确定分子中相邻原子核之间的关系。
4. 峰面积：- 峰面积反映了不同化学环境中氢原子核的数量。
- 通过峰面积，可以确定分子中不同化学环境的氢原子核的比例。
讨论与分析：1. 核磁共振谱图分析：- 根据核磁共振谱图，可以确定样品中存在的有机物结构。
- 通过比较谱图与标准谱图，可以确定有机物的种类和含量。
2. 化学位移分析：- 化学位移可以提供有关样品中氢原子核周围电子云密度和化学环境的信息。
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过对样品的核磁共振现象进行观测和分析，深入理解核磁共振的基本原理，掌握核磁共振仪器的操作方法，以及学会如何利用核磁共振技术获取物质的结构和性质信息。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指处于外磁场中的原子核系统受到一定频率的电磁波照射时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。
原子核具有自旋角动量和磁矩，当它们处于外加磁场中时，会产生不同的能级分裂。
在射频场的作用下，当射频场的频率与原子核在磁场中的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子），其自旋量子数为 1/2，在外加磁场中会产生两个能级。
核磁共振的频率与外加磁场强度之间存在着一定的关系，即：ω ＝γB其中，ω 为射频场的角频率，γ 为核的旋磁比，B 为外加磁场强度。
通过测量核磁共振信号的频率和强度，可以获得关于原子核所处化学环境、分子结构等方面的信息。
三、实验仪器与试剂1、核磁共振仪：包括磁铁、射频发生器、探头、信号接收和处理系统等。
2、样品管：用于容纳待测样品。
3、标准样品：如四甲基硅烷（TMS）。
4、待测样品：如乙醇、乙酸等。
四、实验步骤1、仪器准备打开核磁共振仪电源，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
调节磁场强度和匀场，使磁场均匀性达到最佳。
2、样品制备将标准样品和待测样品分别装入样品管中。
确保样品管内无气泡，且样品量适当。
3、仪器参数设置设置射频频率、扫描宽度、扫描时间等参数。
4、数据采集将样品管放入探头中，启动数据采集。
观察核磁共振信号的出现，并记录相关数据。
5、数据处理对采集到的数据进行处理，如基线校正、积分、峰位确定等。
根据标准样品的峰位，对待测样品的化学位移进行校准。
五、实验结果与分析1、乙醇的核磁共振谱观察到乙醇分子中不同类型氢原子的共振峰。
甲基氢的化学位移约为12 ppm，亚甲基氢的化学位移约为37 ppm，羟基氢的化学位移约为 53 ppm。
光磁共振1. 实验目的1.1. 掌握光抽运、磁共振、光检测的思想方法和实验技巧，研究原子超精细结构塞曼子能 级间的磁共振。
1.2. 测定铷同位素Rb 87和Rb 85的ｇF 因子，测定地磁场。
2. 实验仪器实验仪器包括：光（泵）磁共振实验仪、射频信号发生器、数字频率计、二通道型数字存储示波器、直流数字电压表等。
其中，光（泵）磁共振实验仪由主体单元和辅助源两部分组成。
主体单元是实验的核心部分，基本结构如图6-1所示。
图6-1 光（泵）磁共振实验仪主题单元示意图3. 实验原理3.1. 铷原子的超精细结构及其塞曼分裂铷是一价碱金属原子、天然铷中含有两种同位素： Rb 87和Rb 85。
根据LS 耦合产生精细结构，它们的基态是52S 1/2，最低激发态是52P 1/2和52P 3/2的双重态。
对Rb 87,52P 1/2--52S 1/2跃迁为D 1线(7948Åλ=)，52P 3/2-52S 1/2为D 2线(7200Åλ=)。
铷原子具有核自旋I ，相应的核自旋角动量为PI ，核磁矩为μI 。
在弱磁场中要考虑核自旋角动量的耦合，即PI 和PJ 耦合成总角动量PF ，F 为总量子数：F=I ＋J ．…，|I-J|。
对Rb87，I=3/2，因此Rb87的基态有两个值：F=2和F=1。
对Rb85，I=5/2，因此85Rb 的基态有F ＝3和F ＝2。
由量子数F 标定的能级称为超精细结构能级。
原子总角动量F P 与总磁矩F μ之间的关系2F FF eg P mcμ=- (6-1) 其中()()()()F F 1J J 1I I 1g =g 2F F 1F J+++-++ (6-2)当非磁性物质铷原子处于弱的外磁场B 中时，铷原子获得附加的能量F m F F F B E m g B μ=-⋅=μB (6-3)其中B μ为玻尔磁子，F m 为磁量子数，共有21F +个数值,1,...,F m F F F =--因此，对应于总量子数F 的超精细结构能级分裂成21F +个塞曼子能级。
光磁共振实验报告光磁共振实验报告引言：光磁共振是一种先进的科学技术，它利用光和磁场之间的相互作用，实现了对物质微观结构的研究。
本实验旨在探索光磁共振的原理和应用，通过实验数据的收集和分析，进一步了解光磁共振在材料科学和生物医学领域的潜在应用。
实验方法：本实验使用了一台先进的光磁共振仪器，结合光学和磁学的原理，对样品进行了测试。
首先，我们选择了一种具有特定光学性质的材料作为样品，然后将样品放置在仪器中心，通过调节仪器的磁场强度和频率，观察样品的光学响应。
在实验过程中，我们记录下了不同磁场强度和频率下的光学响应数据，并进行了分析。
实验结果：通过对实验数据的分析，我们发现样品在特定磁场强度和频率下，会出现明显的光学响应。
在这些条件下，样品的透射光谱会发生明显的变化，出现新的吸收峰或波谷。
这种现象表明样品的光学性质受到了磁场的调控。
进一步的实验结果显示，当磁场强度和频率达到一定值时，样品的光学响应会发生剧烈变化，出现明显的共振现象。
这种光磁共振现象是由于磁场和光场之间的相互作用导致的。
实验讨论：光磁共振的发现和研究对材料科学和生物医学领域具有重要意义。
首先，在材料科学领域，光磁共振可以用来研究材料的微观结构和性质。
通过调节磁场的强度和频率，可以实现对材料的精确控制和调控。
这对于开发新型材料和改良材料性能具有重要意义。
其次，在生物医学领域，光磁共振可以用来研究生物分子的结构和功能。
通过将生物分子与磁性纳米粒子结合，可以实现对生物分子的高灵敏度检测和精确控制，为生物医学研究和临床诊断提供了新的手段。
实验结论：本实验通过光磁共振仪器的使用，成功地观察到了样品的光学响应和光磁共振现象。
实验结果表明，光磁共振是一种重要的科学技术，具有广泛的应用前景。
光磁共振可以用来研究材料的微观结构和性质，为材料科学的发展提供新的思路和方法。
同时，光磁共振还可以用来研究生物分子的结构和功能，为生物医学研究和临床诊断提供新的手段和工具。
光磁共振(南京大学物理学院 江苏南京 210000)摘要：光磁共振是利用光抽运的方法，进一步提高磁共振灵敏度的技术。
本实验依据光磁共振技术，运用“光抽运—磁共振—光探测”的方法，测量地磁场垂直分量和水平分量以及铷原子的相关参量。
关键词：光磁共振；光抽运；磁共振；塞曼效应；塞曼子能级；地磁场；朗德因子一、实验目的1. 掌握“光抽运—磁共振—光探测”的思想方法和实验技巧，研究原子超精细结构塞曼子能级间的射频磁共振。
2. 测定銣原子87Rb 和85Rb 的参数：基态朗德因子F g 和原子核的自旋量子数I 。
3. 测定地磁场B u u u r地的垂直分量B 地垂直、水平分量B地水平及其倾角θ。
二、实验原理光磁共振技术是根据动量守恒原理，用光学抽运来研究原子超精细结构塞曼子能级间微波或射频磁共振现象的双共振技术。
特点是兼有波谱学方法的高分辨率和光谱学方法的高探测灵敏度。
1.铷原子的超精细结构及其塞曼分裂铷是一价碱金属原子，有一个价电子，处于第五壳层，主量子数n=5,电子轨道量子数L=0,1,2,3…,n-1,电子自旋S=1/2。
铷原子中价电子的轨道角动量L P 和自旋角动量S P 发生轨道—自旋耦合（LS 耦合），得到电子总角动量J P，其数值,,1,,J P J L S L S L S ==++-⋅⋅⋅-。
当不考虑铷原子核的自旋时，铷原子总磁矩2J JJ eeg P m μ=-，其中,e e m -分别为电子的电荷、质量。
朗德因子 (1)(1)(1)12(1)J J J L L S S g J J +-+++=++从而形成原子的超精细结构能级，这时，铷原子的基态能级21S J nS +对应于n=5,L=0,S=1/2,J=1/2,即为2125S ，相应的朗德因子2J g =；铷原子的第一激发态能级21S J nP +对应于n=5,L=1,S=1/2,J=1/2、3/2，是双重态，即为2125P 和2325P ，相应的朗德因子24,33J g =。
光磁共振引言
实验目的
实验原理
实验装置
实验内容
经过我们的测量以及计算实验结果
1、地磁场垂直分量
垂直线圈电压:
1.48V；
磁感应强度
B地垂直=1.71*10-5T。
2、铷原子基态朗德因子gf和核自旋量子数I
水平线圈电压:
6.53V,
对应磁感应强度
B水平=1.235*10-4T。
(1)Rb85
V1=945.7kHz,
V2=290.2kHz,
与B水平对应的频率
v=617.95kHz,
g f=0.36，
I=2.27。
(2)Rb87
V1=1415.5kHz,
V2=425.7kHz,
与B水平对应的频率
v=920.6kHz,
g f=0.53，
I=1.39。
3、地磁场水平分量和倾角
水平线圈电压:
6.53V,
对应磁感应强度
B水平=1.235*10-4T。
(1)Rb85
V3=654.0kHz，
与B地水平对应的频率v=145.85kHz，
B地水平=2.90*10-5T。
(2)Rb87
V3=989.9kHz，
与B地水平对应的频率
v=212.8kHz，
B地水平=2.87*10-5T。
取平均值
B地水平=2.88*10-5T。
之前已测得
B地垂直=1.71*10-5T，
所以B地=3.35*10-5T，
tanθ=0.59.
注意事项
思考题
参考文献。
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入了解核磁共振现象的原理和应用，掌握核磁共振技术的基本操作方法，测量样品的核磁共振参数，并分析实验结果。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中，由射频电磁场引起的共振跃迁现象。
在磁场中，原子核会发生能级分裂，当射频电磁场的频率与原子核的进动频率相匹配时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子），其进动频率与磁场强度成正比，可表示为：＼＼omega ＝＼gamma B＼其中，＼（＼omega\）为进动频率，＼（＼gamma\）为旋磁比，是原子核的固有特性，＼（B\）为磁场强度。
通过测量共振时的射频频率和磁场强度，可以计算出样品中原子核的旋磁比、化学位移等参数，从而获取样品的分子结构和化学环境等信息。
三、实验仪器与材料1、核磁共振仪：包括磁场系统、射频发射与接收系统、数据采集与处理系统等。
2、样品：本次实验使用的是含氢的有机化合物样品，如乙醇、乙酸等。
四、实验步骤1、样品准备将适量的样品装入核磁共振样品管中，确保样品均匀分布。
2、仪器调试打开核磁共振仪，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
调节磁场强度，使其达到预定值。
校准射频频率，使其与磁场强度匹配。
3、数据采集启动数据采集程序，逐渐改变射频频率，观察核磁共振信号的变化。
当出现共振信号时，记录下此时的射频频率和信号强度。
4、数据处理对采集到的数据进行处理，如滤波、基线校正等，以提高数据质量。
根据处理后的数据，计算样品的核磁共振参数，如化学位移、自旋自旋耦合常数等。
五、实验结果与分析1、共振频率的测量实验中，分别测量了不同样品的共振频率。
例如，乙醇在给定磁场强度下的共振频率为______MHz。
2、化学位移的分析通过比较不同样品中氢原子核的共振频率差异，可以计算出化学位移。
磁光调制实验报告课程：_____光电子实验_____学号：姓名：专业：信息工程南京大学工程管理学院磁光调制实验报告一、实验目的1 观察磁光调制现象2 测量调制深度与调制角幅度3测定旋光角与外加磁场的关系4 测量直流磁场对磁光介质的影响5 磁光调制与光通讯实验演示二、实验原理1 磁光效应当平面偏振光穿透某种介质时，若在沿平行于光的传播方向施加一磁场，光波的偏振面会发生旋转，实验表明其旋转角θ正比于外加的磁场强度B，这种现象称为法拉第（Faraday）效应，也称磁致旋光效应，简称磁光效应，即：θ (1)=vlB式中l为光波在介质中的路径，ν为表征磁致旋光效应特征的比例系数，称为维尔德（Verdet）常数。
由于磁致旋光的偏振方向会使反射光引起的旋角加倍，而与光的传播方向无关，利用这一特性在激光技术中可制成具有光调制、光开关、光隔离、光偏转等功能性磁光器件，其中磁光调制为其最典型的一种。
图1 磁光效应示意图如图1所示，在磁光介质的外围加一个励磁线圈就构成基本的磁光调制器件。
2 直流磁光调制当线偏振光平行于外磁场入射磁光介质的表面时，偏振光的光强I可以分解成如图2所示的左旋圆偏振光I L和右旋圆偏振光I R（两者旋转方向相反）。
由于介质对两者具有不同的折射率n L 和n R ，当它们穿过厚度为l 的介质后分别产生不同的相位差，体现在角位移上有：l n L L λθ=l n R R λθ=式中λ为光波波长 R L()()l n n R L R L ⨯-=-=λθθθ2 ( 2 ) ()R L B ，即可得（1）式，并由值与测得的B 与l 求出威德尔常数υ。
图2 入射光偏振面的旋转运动3 交流磁光调制用一交流电信号对励磁线圈进行激励，使其对介质产生一交变磁场，就组成了交流（信号）磁光调制器（此时的励磁线圈称为调制线圈），在线圈未通电流并且不计光损耗的情况下，设起偏器P 的线偏振光振幅为A 0，则A 0可分解为A 0 cos α及A 0 sin α两垂直分量，其中只有平行于P 平面的A 0 cos α分量才能通过检偏器，故有输出光强cos )cos (I A I ==（马吕斯定律）A I =式中α为起偏器P 与检偏器A 主截面之间的夹角，I 0为光强的幅值，当线圈通以交流电信号i=i 0 sin ωt 时，设调制线圈产生的磁场为B=B 0 sin ωt ，则介质相应地会产生旋转角θ=θ0 sin ωt ，则从检偏器输出的光强为：[][])sin (2cos 12)(2cos 12)(cos 00020t I I ωθαθαθα++=++=+= （3） 由此可知光输出可以是调制波的倍频信号。
光磁共振(大学物理学院 210000)摘要：光磁共振是利用光抽运的方法，进一步提高磁共振灵敏度的技术。
本实验依据光磁共振技术，运用“光抽运—磁共振—光探测”的方法，测量地磁场垂直分量和水平分量以及铷原子的相关参量。
关键词：光磁共振；光抽运；磁共振；塞曼效应；塞曼子能级；地磁场；朗德因子一、实验目的1. 掌握“光抽运—磁共振—光探测”的思想方法和实验技巧，研究原子超精细结构塞曼子能级间的射频磁共振。
2. 测定銣原子87Rb 和85Rb 的参数：基态朗德因子F g 和原子核的自旋量子数I 。
3. 测定地磁场B 地的垂直分量B 地垂直、水平分量B地水平及其倾角θ。
二、实验原理光磁共振技术是根据动量守恒原理，用光学抽运来研究原子超精细结构塞曼子能级间微波或射频磁共振现象的双共振技术。
特点是兼有波谱学方法的高分辨率和光谱学方法的高探测灵敏度。
1.铷原子的超精细结构及其塞曼分裂铷是一价碱金属原子，有一个价电子，处于第五壳层，主量子数n=5,电子轨道量子数L=0,1,2,3…,n-1,电子自旋S=1/2。
铷原子中价电子的轨道角动量L P 和自旋角动量S P 发生轨道—自旋耦合（LS 耦合），得到电子总角动量J P，其数值,,1,,J P J L S L S L S ==++-⋅⋅⋅-。
当不考虑铷原子核的自旋时，铷原子总磁矩2J JJ eeg P m μ=-，其中,e e m -分别为电子的电荷、质量。
朗德因子 (1)(1)(1)12(1)J J J L L S S g J J +-+++=++从而形成原子的超精细结构能级，这时，铷原子的基态能级21S J nS +对应于n=5,L=0,S=1/2,J=1/2,即为2125S ，相应的朗德因子2J g =；铷原子的第一激发态能级21S J n P +对应于n=5,L=1,S=1/2,J=1/2、3/2，是双重态，即为2125P 和2325P ，相应的朗德因子24,33J g =。
22132255P S →的能级跃迁产生光谱线1D 线(1794.76nm λ=)；22332255P S →的跃迁产生光谱线2D 线（2780.0nm λ=）。
本实验观测与1D 线有关的能级的超精细结构及其在弱磁场中的塞曼分裂。
通常原子核也具有角动量，记原子核的总角动量为P ，它是核中质子和中子的轨道角动量和自旋角动量的矢量和，核的总角动量的数值I P =，通常也称为核自旋，其中I 称为核的自旋量子数，I 为整数或半整数，已知稳定的原子核的I 值在0~7.5之间。
核的总角动量I P 的最大可测的分量值为I 。
当0I ≠时，原子核的总磁矩为2I II I N Peg P g m μ== 朗德因子I g 的具体数值还没法由其它量子数算出来，只能由实验测定。
2m N Peμ=称为核磁子，质子质量是电子质量的1836倍，因此核磁子N μ比波尔磁子-4(0.578810/)2B eeeV T m μ=≈⨯小三个数量级。
原子核总角动量IP 和电子总角动量J P 耦合（称为IJ 耦合）成原子总角动量F P ，其数值F P =，F 为原子总角动量：F=I+J ，I+J-1，⋅⋅⋅，I J -。
F 不同取值的个数为21(I J I +≤当）或2+1()J J I ≤当。
从而原子的超精细结构能级细分为由总量子数F 标定的超精细结构能级。
天然铷中主要含有两种同位素：8785Rb Rb 和，其含量分别约为28％和78％。
提纯后的8785Rb Rb 和非常昂贵，本实验使用天然铷，既可以同时观测两种铷原子的光磁共振现象，又大大降低实验器材费用。
原子的基态2125S 和第一激发态2125P 都分成两个超精细结构能级，对87Rb 而言，I=1.5，分别由量子数F=I+J=2和F=I-J=1来表征；而对85Rb ，I=5/2，则由F=3和F=2来表征。
原子总角动量F P 与原子总磁矩F μ之间的关系为：2F FF eeg P m μ=- (1)(1)(1)2(1)F J F F J J I I g g F F +++-+=+导出上面两个式子时本应包含两项，分别与I J μμ和有关，由于跟I μ有关的项比跟J μ有关的另一项要小得多，因此被略去了。
在弱的外磁场中，由于磁场较弱未能破坏耦合，必须考虑原子核的总角动量和原子核的总磁矩的影响，用ＩＪ耦合后的F P 和F μ作为原子的总角动量和总磁矩。
本实验中作为非磁性物质的铷原子处于弱磁场B （通常表征磁场的物理量，在非磁性物质中和磁性物质的外部用磁感应强度B ，再磁性物质部用磁场强度H ）中，铷原子获得附加的能量F m F F F B E B m g B μμ=-=，其中B μ为波尔磁子，磁量子数,1,,F m F F F =--，共2F+1个数值，因此对应于总量子数Ｆ的超精细结构能级分裂成2F+1个塞曼子能级。
相邻子能级之间的数量差均为1F F m m F B E E E g B μ--==。
当外磁场Ｂ＝０时，塞曼子能级简并为超精细结构能级。
铷原子的能级如下图所示，图1 铷原子能级铷原子87Rb 和85Rb 的基态2125S 和第一激发态2125P 的朗德因子F g 和相邻塞曼子能级FE g μ=E16B B μ 12B B μ E 理论值13B B μ g在热动平衡条件下，原子在各能级的分布数遵循波尔兹曼分布0exp(/)N N E kT =-，由于基态各塞曼子能级的能量差很小，故可认为原子均衡地分布在基态各塞曼子能级上。
如果在引起超精细结构能级分裂的弱磁场的垂直方向上加一个射频磁场，当射频光子能量等于基态2125S 相邻塞曼子能级的能量间隔E 时，FB h g B νμ=，会诱导产生这些字能级间的磁共振跃迁，当一个原子发射一份射频光子能量，向下跃迁到相邻塞曼子能级上，但是宏观上没有电磁能量的净吸收或净发射，因而无法从实验上检测出这种磁共振跃迁。
若要从实验上检测出磁共振跃迁必须在基态塞曼子能级之间造成显著的粒子数差。
光抽运现象就起到这样的作用。
2.圆偏光对铷原子的光抽运效应以铷光谱灯发射的1D 光入射到铷蒸气原子样品上时，会产生原子在基态2125S 的塞曼子能级与第一激发态2125P 的塞曼子能级之间的跃迁，这种光跃迁起作用的是光的电场部分，必须满足能量守恒和角动量守恒，其选择定则为1,0,1,0,1F L F m =±=±=±。
如果用的是1D σ+光，它是电场矢量绕磁场方向左旋的圆偏光，在磁场方向，角动量为+，它与原子相互作用时，原子不仅吸收光子的能量，也吸收光子的角动量。
原子的角动量增加了+，因而只能发生1F m =+的跃迁。
由于87Rb 的基态2125S 和第一激发态2125P 的F m 最大值都是＋２，基态2125S 中2F m ≠+的塞曼子能级上的原子跃迁到激发态2125P 的允许子能级上，而处于基态的2F m =+子能级上的原子不能跃迁，否则违反了选择定则。
原子从2125P 态会发射光子自发退激返回基态2125S ，这是无辐射跃迁，按选择定则0,1F m =±，以同样的概率返回基态各子能量，从而使得基态的2F m =+子能级上的原子数增加。
经过若干次激发和退激后，基态的2F m =+子能级上的原子数大大增加，好像基态的2F m ≠+的较低子能级上的大量原子被“抽运”到基态基态的2F m =+的子能级上，造成粒子数反转，这就是光抽运效应（亦称“光泵”）。
光抽运造成原子的非平衡分布，随着基态的2F m ≠+子能级上原子数的减少，87Rb 原子对光的吸收减弱，直至饱和不再吸收。
F m 的每一个数只代表原子总磁矩F μ在磁场中的一种取向，光抽运的结果使得所有原子磁矩从各个量子化方向的均匀取向变成只有2F m =+方向的取向，样品获得净磁化，称为“偏极化”。
外加恒磁场下光抽运的目的就是要造成基态子能级的偏极化，使得基态子能级间的磁共振跃迁得以实现。
1D σ-光（电场矢量绕磁场方向右旋的圆偏光，在磁场方向，角动量为-）也有光抽运作用，不过它的作用跟1D σ+光正好相反，将大量原子“抽运”到基态的2F m =-的子能级上。
当用π光（电场矢量与磁场方向平行的线偏振光，在磁场方向，角动量为零），87Rb 原子对光有强的吸收，由于0F m =，没有光抽运效应。
对于85Rb 原子，基态2125S 和激发态2125P 的F m 最大值都是＋３，用1D σ+或1D σ-做光抽运时，原子则被抽运到基态的3F m =±的子能级上。
3.弛豫过程原子系统由非热平衡的偏极化状态趋向于热平衡分布状态的过程称为弛豫过程。
它主要是由于铷原子与容器壁碰撞，以及原子之间的碰撞，使系统返回到热平衡的波尔兹曼分布，及基本上是均衡分布。
系统的偏极化程度取决于光抽运和弛豫过程相互竞争的结果。
为使偏极化程度高，可采用加大光强以提高光抽运效率，选择合适的温度以合理控制原子密度，充压强约１３３３Ｐａ（１０ｍｍＨｇ柱）的磁性很弱的缓冲气体，由于缓冲气体分子与铷原子的碰撞对铷原子能态的影响很小，而缓冲气体的密度比铷蒸气原子的密度高６个数量级，这将大大减小铷原子与器壁的碰撞机会，加快偏极化的进程，并能较长时间保持铷原子高度的偏极化。
4.基态塞曼子能级之间的射频磁共振光抽运造成偏极化，光呼吸停止。
这时若在垂直于弱磁场B 的方向上加一个频率为υ的右旋圆偏振（σ-）射频场，并使辐射光子能量h ν等于基态2125S 的Ｆ＝２的相邻塞曼子能级间能量间距：F B h E g B νμ==则基态2125S 的Ｆ＝２的塞曼子能级之间将产生磁共振，使得被抽运到2F m =+子能级的原子产生感应诱导跃迁，跃迁的选择定则为0,1F F m ==±。
从F m ＝＋２子能级依次跳到1,0,1,2F m =+--等子能级，结果使原子趋向均衡分布，破坏了偏极化，由于抽运光1D σ+的存在，光抽运过程也随之出现。
这样，感应跃迁与光抽运这两个相反的过程将达到一个新的动态平衡。
产生磁共振时除能量守恒外还需要角动量守恒。
频率为ν的射频场是加在垂直于恒定水平磁场方向的线偏振场，此线偏振场可分解为一右旋和一左旋圆偏振场，此线偏振场可分解为一右旋和一左旋圆偏振场，为满足角动量守恒，只是与原子磁矩作拉莫近动同向的那个圆偏振场起作用。
例如当用1D σ+光照射时，起作用的是角动量为-的右旋偏振（σ-）射频场。
5.光探测磁共振的感应跃迁信号是很微弱的，特别是对于密度非常低的气体样品的信号就更加微弱，由于探测功率正比于频率，直接观测是困难的。
为此利用射到样品上的1D σ+光，它一方面起光抽运的作用，另一方面透过样品的光兼作探测光，及一束光起了抽运与探测两个作用。
