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核磁共振的原理与应用论文引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种利用原子核在外加磁场中发生共振现象的物理方法。
其原理基于原子核与外加磁场相互作用，通过检测其吸收或发射电磁辐射实现物质结构和性质的分析。
核磁共振技术已被广泛应用在化学、生物医学、材料科学等领域，并取得了长足的进展。
本文将介绍核磁共振的原理以及其在不同领域的应用。
核磁共振的原理核磁共振的原理基于原子核的自旋以及外加磁场的相互作用。
当样品置于强外加磁场中时，原子核的自旋会被分为两个能级，分别对应于自旋向上和自旋向下的状态。
在低温下，大部分原子核自旋趋向于向外加磁场方向自旋向上排列。
当外加磁场的方向与原子核的自旋方向一致时，原子核处于基态；当外加磁场方向相反时，原子核处于激发态。
核磁共振技术利用RF（Radio Frequency）脉冲的磁场作用将部分原子核状态从基态转变到激发态。
激发的原子核会在磁场的作用下重新排列，产生一系列电磁辐射，即核磁共振信号。
通过检测这些信号的强度和频率，可以推断出样品的化学结构和性质。
核磁共振在化学领域的应用结构解析与分析核磁共振在化学领域的主要应用之一是结构解析与分析。
通过测量核磁共振谱图，可以确定化合物中不同原子核的化学位移、耦合常数等信息。
这些信息可以帮助确定分子的结构，识别未知化合物，鉴定杂质等。
核磁共振谱图可以提供详细和准确的化合物信息，广泛应用于有机合成、药物研发等领域。
动力学研究核磁共振技术还可以用于研究化学反应的动力学过程。
通过监测反应物和产物的核磁共振信号强度随时间的变化，可以推断反应的速率以及反应中间产物的形成和消失过程。
这种方法被广泛应用于催化剂研究、反应机理探索等领域。
化学平衡的测定核磁共振技术还可以用于测定化学反应的平衡常数。
通过测量反应物和产物在不同浓度或温度下的核磁共振信号，可以计算反应的平衡常数，并推断反应的热力学性质。
这种方法对于研究溶液中的平衡体系、酸碱反应等具有重要意义。
核磁共振技术的基本原理与应用核磁共振技术（NMR）是现代科学领域中最为重要和广泛应用的一种技术，广泛应用于化学、物理、生物、医学等各个学科领域。
本文将从NMR的基本原理入手，深入探讨NMR的应用及优势。
一、NMR的基本原理核磁共振技术的基本原理是基于核磁共振的现象，当物质中的原子核受到外加脉冲磁场的影响时，其能量水平的分布状态会发生改变，从而使得这些原子核的自旋方向发生一定的变化。
这种自旋运动的变化会引起原子核所在的原子体系产生一个感应信号，这个感应信号就是核磁共振信号。
二、NMR的应用1.化学应用核磁共振技术在化学应用领域中的应用主要是用于结构和化学反应的表征，包括定量分析、定性分析以及物质结构的表征等。
通过NMR技术，我们可以获取到关于化学物质中原子之间的相对位置关系、化学键形成方式以及共价键组成的信息，非常适用于有机物的分析和表征。
2.生物应用在生物学领域中，核磁共振技术主要是用于研究生命系统中的结构和功能，包括蛋白质、肽链、核酸、糖类等生物大分子的结构研究以及动力学行为的表征等。
通过核磁共振技术，可以实现区分、研究和表征各种生物大分子和它们之间的相互作用关系，从而为生命科学领域的研究提供一些非常有用的实验数据。
3.医学应用核磁共振技术在医学领域被广泛应用于成像诊断，比如常见的核磁共振成像技术（MRI）。
MRI是一种非侵入性的检测，能够在没有任何副作用的情况下对人体内部进行成像分析，从而对疾病的诊断和治疗提供了非常有力的支持。
三、NMR技术的优势与传统的化学、生物、医学等领域的研究方法相比，核磁共振技术具有以下优势：1.高灵敏度：核磁共振技术能够提供极高的检测灵敏度，可以检测到非常微小的样品以及特定原子的自旋状态。
2.非侵入性：核磁共振技术不需要对样品进行任何破坏性处理，且对人体的影响较小，能够提供无创的检测方法。
3.高分辨率：核磁共振技术能够提供非常高的分辨率，能够对样品的微观结构和分子构象进行准确分析。
磁共振的原理和应用磁共振的原理磁共振是一种基于原子核磁性的物理现象，广泛应用于医学领域。
它的原理是通过在强磁场中施加一定的电磁波，使原子核发生共振现象，从而得到关于原子核的信息。
具体来说，磁共振的原理可以概括为以下几个方面：1.磁共振现象：在进入强磁场后，原子核会对磁场产生响应，进而发生共振。
这是因为原子核具有自旋角动量，而磁场可以引起原子核自旋角动量的方向和能量的变化，从而产生共振信号。
2.拉莫尔频率：拉莫尔频率是原子核在特定磁场中的共振频率。
拉莫尔频率与原子核的磁性、电荷、核自旋等因素有关。
通过测量原子核的拉莫尔频率，可以确定物质的成分和结构。
3.磁共振信号的检测：磁共振信号可以通过接收原子核共振信号产生的电磁波来进行检测。
这种电磁波可以通过天线或探测器接收，并转换成能够被显示器或计算机处理的信号。
磁共振的应用磁共振在医学领域有着广泛的应用，特别是在诊断和研究方面。
以下是磁共振在医学领域的几个重要应用：1.磁共振成像（MRI）： MRI是利用磁共振原理进行医学影像诊断的一种非侵入性检查方法。
通过在患者身上产生特定的磁场和电磁波，可以获得高分辨率的人体结构和器官图像。
MRI在检测器官病变、肿瘤、中风和神经退行性疾病等方面有着广泛的应用。
2.功能性磁共振成像（fMRI）：fMRI是一种用于测量脑部活动的方法。
它通过观察患者大脑区域血液供应的变化来分析脑部功能活动。
fMRI在研究神经系统疾病、心理学和认知科学等领域有着重要的应用。
3.磁共振波谱学（MRS）： MRS用于测量生物体内的化学物质组成和代谢过程。
通过分析特定核磁共振信号的强度和频率，可以确定生物样本中各种化学物质的含量和类型。
MRS在生物医学研究中被广泛应用，例如在癌症和神经系统疾病的研究中。
4.磁共振弹性成像（MRE）： MRE是一种用于测量组织力学性质的成像技术。
它通过将机械振动引入到组织内，然后利用磁共振技术来检测和分析振动的传播和反射情况。
核磁共振技术的进展及应用前景随着科技的不断迭代和升级，各种新型技术层出不穷。
而核磁共振技术（NMR）作为一种重要的科学研究工具，已经得到广泛应用，特别是在生命科学和医学领域。
本文将从了解NMR的基本原理开始，梳理其在科学研究和医学应用方面的一些进展，以及它未来的发展趋势。
一、NMR基本原理核磁共振技术是一种基于磁共振现象的分析方法，其理论基础主要建立在两个方面：核自旋和外磁场。
不同的原子核有不同的能量状态或自旋取向，而这两种状态之间的能量差可以通过较强的磁场加热来实现，使核从基态跃迁到激发态。
当外磁场作用于原子核时，会引起围绕原子核的电子的磁场产生反应，从而改变电子环能级，使原子核有不同的磁矩，这种状态称为核磁共振。
通过核磁共振技术可以对固体、液体和气体等样品进行分析。
在这个过程中，将样品放置在一个较强的磁场中，然后用一些无线电波去激发原子核，激发后的原子核会在不同的时间段内逐渐回复到基态，过程中会发出一些电磁波。
这些电磁波可以通过一系列的电子设备进行检测和处理，从而得出样品的性质和组成。
二、NMR在科学研究中的应用1、物理化学方面核磁共振技术在物理化学研究方面发挥着重要的作用。
在材料学领域中，通过核磁共振技术可以了解物质的结构、动力学和几何构型，更加深入的了解材料的性质和特点。
例如，核磁共振技术可以帮助科学家更好的研究分子内部结构，从而对新型材料的制备、催化反应和超导材料等方面进行更深入的研究。
2、生命科学方面在生命科学和医学领域，核磁共振技术是一种非常有用的实验方法。
例如，在生物医学领域中核磁共振技术可以用于研究新药物和其它生物分子间的相互作用；在组织学领域中也可以通过核磁共振技术来研究组织中的细胞组分，从而更好的理解生物物质的组成和结构。
三、NMR在医学领域的应用1、诊断核磁共振技术在医学领域中的应用主要是用于诊断和治疗。
在医学成像方面，核磁共振技术可以生成高清晰度的图像，进而了解病变对组织结构的影响情况，给医师提供更全面的诊断信息。
核磁共振成像技术的物理原理及应用核磁共振（NMR）是一种物理现象，它指的是被外加磁场激发了自旋的原子、分子或核子的向外发射能量的过程。
在医学领域，核磁共振成像技术（MRI）是一项重要的诊断工具，它可以帮助医生检测病人的内部结构，比如头部、胸部和肢体等部位。
本文将介绍MRI的物理原理、应用和未来的发展方向。
1. 物理原理在MRI中，磁共振所产生的信号来源于一些在人体内具有自旋的核子，比如氢原子中的质子和碳原子中的核子。
这些核子带有一个自旋量子数，它可以被外加磁场激发或者被核间相互作用激发。
在外加磁场的作用下，旋转时会发生Larmor进动，进动频率与外磁场大小成正比。
磁共振成像就是利用这一原理来获取人体内部的图像。
在成像前，患者需要先进入MRI机中，MRI机则会产生一个强磁场，使患者体内的核子同向排列，使得这些核子共同具有一个自发激发的“共振”状态。
为了进一步增强共振信号的强度，医生会在这个过程中通过向患者体内发射一些射频波，激发核子自发地发出信号，这些信号则由MRI机的探测器接收并处理，从而生成出最终的图像。
2. 应用MRI技术在医学领域有着广泛的应用，对于骨骼、软组织、脑部、心脏、肺部等内部器官扫描都有着良好的应用效果。
比如，MRI可以用来检测中风、脑出血、脑血管瘤等疾病。
在眼科领域中，MRI技术可以用来观察眼球内部的情况，处理虹膜和视网膜等部位的问答。
此外，MRI还具有标本研究方面的应用，可以提供组织影像和实时定位，可用于生物学研究、药物研究和疾病研究等领域。
MRI还被广泛应用于物理和工程学界，如石油勘探领域、新材料的制造等。
3. 未来发展方向MRI技术与人工智能、大数据等领域的结合会是一个有潜力的领域，如利用MRI成像技术的大数据，发掘背景丰富的图像数据，可以应用于疾病预测、疾病治疗等领域。
此外，磁共振技术的发展还提高了其对人类健康的重要性，值得期待的是，在未来几年内，MRI技术会继续得到改进和优化。
核磁共振的原理及应用核磁共振是一种非常重要的物理现象，它不仅在科学研究中有广泛的应用，也在医学、生物学、化学等领域具有广泛的应用。
本文将介绍核磁共振的原理及其应用。
一、核磁共振的原理核磁共振的原理是基于原子核的属性。
原子核在磁场中存在一个固有的自旋，它就像一个小的带电体，会产生一个旋转的磁场。
当一个外加的磁场作用于原子核时，原子核会发生一种叫做“进动”的运动。
这个进动的频率与外加磁场的强度和原子核自旋的性质有关。
当外界向样品中的原子核施加一种射频电磁波，如辐射磁场，原子核会吸收这个电磁波并被激发到高能态。
当外界停止施加电磁波时，原子核会返回到低能态并通过辐射磁场向外发射一种电磁波。
这个电磁波的频率与原子核自身的属性有关，它是每种原子核特有的。
这个过程就是核磁共振的基本原理。
二、核磁共振的应用1. 医学方面的应用核磁共振成像（MRI）是医学领域中最广泛应用核磁共振技术之一。
它通过接受由机器产生的外部电磁波信号，对人体内的水分子分布进行扫描，从而生成高分辨率的图像。
这个技术的优点在于不依赖于X射线等有害射线，能够揭示出体内组织的详细三维结构，对于癌症、心血管疾病、神经系统疾病等疾病的诊断非常有用。
2. 药物研究方面的应用核磁共振也广泛应用于药物研究领域，尤其是对于低浓度物质的检测具有很高的敏感度。
它可以用于分离和鉴定分子组成或结构，测定反应动力学参数，甚至可以实现实时跟踪药物分布和代谢。
这些应用可以帮助药物研究人员更好地理解药物代谢和行为，并帮助开发更有效的药物。
3. 其他领域的应用核磁共振在生物学、化学等领域也有广泛的应用。
例如，它可以用于分离和鉴定混合物中的分子，或用于检测固体物质的组成和结构。
此外，核磁共振还可以用于通过血液和组织中氢离子（也称做质子）的信号，来定量地分析体内物质的浓度。
总结：核磁共振是一种重要的物理现象，它的原理基于原子核的属性，可以应用于医学、药物研究、生物学、化学等领域。
化学物质的核磁共振核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种重要的物质结构分析技术，能够非常准确地确定分子的结构和化学环境。
它是基于原子核在外加磁场中的行为而设计的一种无损探测方法。
本文将介绍核磁共振的原理、应用和发展前景。
一、核磁共振的基本原理核磁共振是基于原子核在外加磁场中的行为而设计的，它利用原子核的自旋和磁矩之间的相互作用来获得信号。
核磁共振通过脉冲磁场的作用，使一部分原子核的自旋朝向反转，然后观察其自旋回复到平衡状态时释放的能量。
这些能量会以特定的频率被探测出来，形成核磁共振信号。
二、核磁共振的应用核磁共振在化学和生物学领域有着广泛的应用。
在化学中，核磁共振被广泛用于结构确定、反应动力学研究和定量分析等方面。
通过核磁共振技术，可以非常准确地确定分子的结构信息，包括键长、键角和分子构象。
此外，核磁共振还可用于确定化合物的组成、纯度和反应进程。
在生物学中，核磁共振被用于研究生物大分子如蛋白质和核酸的结构和功能。
三、核磁共振的发展前景随着科学技术的不断进步，核磁共振技术也在不断发展。
当前，核磁共振技术已经可以用于观察原子尺度下的化学反应、材料性质和生物过程等。
随着超导磁体和脉冲技术的不断改进，核磁共振的灵敏度和分辨率将继续提高，为更加精确的结构确定和分析提供更好的工具。
此外，不断涌现的新型核磁共振技术，如固体核磁共振、动态核磁共振和超快核磁共振等，也为科学研究带来了新的机遇和挑战。
结论核磁共振是一种重要的物质结构分析技术，在化学和生物学领域有着广泛的应用。
通过核磁共振技术，可以非常准确地确定分子的结构和化学环境，为化学合成、药物研发和生物研究提供有力的支持。
随着科学技术的不断进步，核磁共振的发展前景将更加广阔，有望在更多领域发挥重要作用。
以上就是对于化学物质的核磁共振的介绍，希望本文对您有所帮助。
核磁共振的原理及其应用1946年美国科学家布洛赫和珀塞尔分别发现在射频区（频率0.1～100MHz,波长1～1000um）的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核(或称磁性核或自旋核)相互作用,引起磁性原子核在外磁场中发生核自旋能级的共振跃迁,从而产生吸收信号,他们把这种原子对射频辐射的吸收称为核磁共振核磁共振核磁共振核磁共振。
1953年出现了世界上第一台商品化的核磁共振波谱仪。
从此，核磁共振波谱法成了化学家研究化合物的有力工具，并逐步扩大其应用领域。
核磁共振能够深入到物质内部而不破坏被测量对象的一种分析物质构造，它通过利用原子核在磁场中的能量变化来获得关于原子核的信息，具有迅速、准确、分辨率高等优点，因而在科研和生产中获得了广泛的应用。
核磁共振( Nuclear Magnetic Resonance，NMR)波谱学是一门发展非常迅速的科学。
核磁共振是根据有磁的原子核，在磁场的作用下会引起能级分裂，若有相应的射频磁场作用时，在核能级之间将引起共振跃迁，从而得到化学结构信息的一门新技术。
其与红外光谱，紫外光谱，质谱一起被称为有机波普四大谱图。
1.1核磁共振的原理原子核除了具有电荷和质量外，约有半数以上的原子核具有自旋。
由于原子核是带电荷的粒子，旋转时即产生一小磁场。
这些原子核的能量在强磁场中将分裂成两个或两个以上的量子化能级。
当适当波长的电磁辐射照射这些在磁场中的核时，原子核便在这些磁诱导能级之间发生跃迁，并产生强弱不同的吸收讯号。
1924年泡利(W.Pauli)首先提出原子核具有磁矩，并认为核磁矩与其本身的自旋运动相联系，用此理论成功地解释了原子光谱的超精细结构[4]。
核磁矩μ与核自旋角动量L之间的关系为：式中是质子质量，e为单位电荷，g称为朗德因子(Landefactor)，对于不同的核它有不同的值，它反映核内部自旋和磁矩的实验关系。
实验工作中，常用磁旋比(Magnetogyric-ratio)γ这个物理量表示核磁矩与核自旋的关系，其定义为：γ随核的结构不同而不同，对于氢核，即质子，核磁矩比电子的自旋磁矩小得多，一般要小三个数量级。
核磁共振成像技术原理与应用医学成像技术，在医学领域发挥着重要的作用。
其中，核磁共振成像技术(NMR)是一种利用核磁共振原理进行成像的无创、非放射性的医学成像技术。
其利用了磁共振现象，通过对物体中的原子核进行感应，通过复杂的计算可得到物体的三维图像。
本篇文章将介绍核磁共振成像技术的原理、应用和未来发展。
一、原理核磁共振成像技术是一种利用核磁共振原理进行成像的技术。
在物体中，可能存在着带有核磁矩的原子核。
当这些原子核暴露在外界的磁场中时，其中的核磁矩将得到定向和取向调整，形成一个不同的磁向状态。
这种状态被称为磁共振状态。
核磁共振状态可以用一个非常简单的图像来解释。
将一个正方形中的一部分封住，只留下中间的一部分，这时候这个图像看起来就像一个“U”字形。
将这个“U”字形转动，发现它在转动过程中可以被平放下来。
这种操作中，“U”字形代表原子核的磁向状态。
“U”字形转动的过程是外界磁场对“U”字形进行力的作用，外界磁场越强，力就越大，转动角度也就越大，相应的平放时的角度也就越小。
这种操作是核磁共振的基本原理。
核磁共振成像技术的基本原理和MRI技术极为相似。
然而，MRI技术在成像过程中，需要通过调制磁场的强度、梯度，甚至是加入RF谱线的方式，使得核磁状态转化计量所能接受的值，从而完成成像。
二、应用核磁共振成像技术广泛应用于医学、化学分析与材料科学等领域。
其中，医学领域是应用最为广泛的领域之一。
以下是核磁共振成像技术在医学领域中的常见应用。
1、诊断疾病。
核磁共振成像技术能够产生人体内部的非侵入性三维图像，从而帮助医生准确理解人体的状况。
利用核磁共振成像技术可以检测和诊断许多疾病，例如神经系统疾病、癌症、心血管疾病等。
2、发现脑损伤。
核磁共振成像技术已经成为诊断脑损伤的重要工具。
该技术可帮助确定脑内的出血、肿瘤、多发性硬化、中风等病变区域，帮助医生明确病变程度。
3、研究人体器官。
利用核磁共振成像技术，可以对人体内部器官进行详细的研究和观察。
核磁共振的应用及发展核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种应用于物质结构分析、生物医学研究以及材料科学等领域的重要技术。
本文将从核磁共振技术的原理和应用，以及其在不同领域的发展进行探讨。
核磁共振的基本原理是基于核磁矩与外加磁场的相互作用。
在强静磁场作用下，样品中原子核的自旋会对外部磁场做出反应，其中可以产生两种能级的分裂，分别为低能级和高能级，这种分裂被称为磁共振。
核磁共振技术通过扫描和记录不同原子核在不同磁场下的共振频率来识别样品中的分子结构及性质。
核磁共振技术在化学领域的应用广泛。
首先，核磁共振可以提供有关分子结构的信息，包括化学键长度、化学键角度和分子间距离等。
其次，核磁共振还可以用于标定化学位移，以确定分子中不同原子核的化学环境。
这在有机合成和新材料研究中特别有用。
另外，核磁共振还可以用于分析各种溶液体系和化学反应动力学。
在生物医学研究中，核磁共振技术被广泛应用于生物分子的结构和功能的研究。
例如，通过核磁共振技术可以确定蛋白质的二级结构，以及RNA和DNA的立体结构。
此外，核磁共振还可以用于酶动力学研究，包括反应速率常数、催化机制等的测定。
此外，核磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）在临床医学中被广泛使用，可以实现对人体组织和器官的无损成像，以诊断和治疗各种疾病。
在材料科学领域，核磁共振技术可以用于研究材料的微观结构和性质。
例如，可以通过核磁共振技术研究材料的晶体结构、物相转变、缺陷行为等。
此外，核磁共振技术还可以用于研究材料的表面和界面性质，以及材料的电子结构等方面。
近年来，核磁共振技术在分辨率和灵敏度上有了显著的提高，同时也出现了一些新的应用。
例如，在代谢组学研究中，核磁共振技术可以应用于检测和识别体内代谢物，以了解人体代谢的变化和疾病的发展。
此外，核磁共振技术还可以用于研究材料的动力学行为，包括溶液中分子的扩散、固体的自旋动力学等。
核磁共振的原理及其应用发展摘要:核磁共振是能够深入到物质内部而不破坏被测量对象的一种分析物质构造的现代技术，它通过利用原子核在磁场中的能量变化来获得关于原子核的信息，具有迅速、准确、分辨率高等优点，因而在科研和生产中获得了广泛的应用。
本文主要介绍了核磁共振技术的基本原理，以及核磁共振在化学化工、生物化学、医药等方面的应用，并指出核磁共振波谱技术将成为21世纪一个异常广阔的谱学研究领域.关键词：核磁共振；NMR谱仪引言核磁共振( Nuclear Magnetic Resonance，NMR)波谱学是一门发展非常迅速的科学。
核磁共振是根据有磁的原子核，在磁场的作用下会引起能级分裂，若有相应的射频磁场作用时，在核能级之间将引起共振跃迁，从而得到化学结构信息的一门新技术。
最早于1946年由哈佛大学的伯塞尔(E. M. Purcell)和斯坦福大学的布洛赫(F. Bloch)等人用实验所证实[1]。
两人由此共同分享了1952年诺贝尔物理学奖[2]。
核磁共振技术可以提供分子的化学结构和分子动力学的信息，已成为分子结构解析以及物质理化性质表征的常规技术手段[3]，在物理、化学、生物、医药、食品等领域得到广泛应用，在化学中更是常规分析不可少的手段。
从70年代开始，在磁共振频谱学和计算机断层技术等基础上，又发展起一项崭新的医学诊断技术，即核磁共振成像技术，并在医学临床上获得巨大成功。
本文主要介绍了核磁共振技术及其在化学领域的应用进展。
1.核磁共振基本原理泡利(W.Pauli)在1924年首先提出原子核具有磁矩，并认为核磁矩与其本身的自旋运动相联系，用此理论成功地解释了原子光谱的超精细结构[4]。
核磁矩μ与核自旋角动量L之间的关系为：式中是质子质量，e为单位电荷，g称为朗德因子(Landefactor)，对于不同的核它有不同的值，它反映核内部自旋和磁矩的实验关系。
实验工作中，常常用磁旋比(Magnetogyric-ratio)γ这个物理量表示核磁矩与核自旋的关系，其定义为：γ随核的结构不同而不同，对于氢核，即质子，核磁矩比电子的自旋磁矩小得多，一般要小三个数量级。
在外磁场中，原子核的自旋角动量是空间量子化的以外磁场B的方向为Z轴的正向，则核自旋角动量的空间量子化表示为式中M是核自旋量子数，对于具有自旋量子数为I的核，M的取值为-I，-I+1，……，I，共有2I+1个值.对于不同的核，I可能为整数或半整数或零。
核自旋的空间取向，由(1)式[5]由(4)和(5)式可得g因子与磁旋比γ的关系为可见，g因子也是一种磁旋比。
2.核磁共振技术的发展1930年代，物理学家伊西多-拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。
这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。
1946年两位美国科学家发现，将具有奇数个核子(包括质子和中子)的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发现原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。
1964年后，核磁共振谱仪经历两次重大的技术革命，其一是磁场超导化;其二是脉冲傅立叶变换技术。
从根本上提高了核磁共振波谱仪的灵敏度，同时谱仪的结构也有了很大的变化。
1964年美国Varian公司研制出世界上第一台超导磁场的核磁共振谱仪(HR—200型，200MHZ，场强4·74T)。
2004年布鲁克Biospin公司推出了全球第一款用于核磁共振领域的900MHz主动屏蔽式超导核磁共振磁体产品—900US2TMmagnet，是当时最高场强的主动屏蔽式磁体产品。
2002年北京大学安装成功的由世界最大的波谱磁体生产厂家布鲁克公司提供的中国首台800MHz核磁共振仪填补了国内超高场谱仪的空白，也使北大成为世界上具有重要影响的超高场新用户。
2.1二维核磁共振技术1971年，Jeener首先提出了二维核磁概念。
80年代，Ernst小组详细分析了二维实验，全面系统论述了二维核磁共振原理。
后经Ernst和Free-man等小组的卓越工作，使二维核磁共振成为常规实验。
因此，Ernst获得了诺贝尔化学奖。
现在，二维核磁共振技术已被广泛应用于复杂生物大分子的研究，尤其对于那些分子量不太大的物质(M小于10kd)，高分辨核磁技术给出的结构，可与X 射线衍射相媲美。
随着核磁共振仪兆数的提高，分辨率的增加，以及标记技术的发展，大分子量的蛋白结构也能用核磁共振技术确定。
新兴起的三维核磁共振(3DNMR)技术也开始应用于生物分子的研究，有人用13C，15N，2H标记的三维核磁共振研究了分子量小于40kd的蛋白质。
美中不足的是，三维核磁共振实验需时长，且蛋白质标记过程复杂，一定程度上限制了三维核磁共振技术的广泛应用。
2.2固体高分辨核磁共振普通核磁共振波谱仪所测样品多为液体，物质在固态时的许多性质在液态时是无法观察到的，例如极性分子的直接偶极相互作用在液态时被平均为零，但在固态时可通过这种相互作用研究分子的排列取向，化学位移及电四极矩的各向异性特性，核与电子自旋的各向异性耦合等也都只有在固态时才能进行研究。
利用固体核磁共振技术研究高分子化合物可以表征材料的分子结构进而监视反应的进度[6]。
另外，在矿物分析、表面吸附和表面化学反应方面具有独到的优势。
2.3核磁共振图像将某一核磁共振波谱参数的空间分布以图像形式表示出的方法就是核磁共振图像，核磁共振图像的思想是上世纪70年代初提出来的，是一种无损测量技术，运用该技术使得人类对自身的结构和生理活动的认识有了长足的提高。
现已有了商品化的大型人体核磁共振成像仪，作为重要的影像诊断工具在世界各地的医院中获得广泛应用。
2.4核磁共振联用技术联用技术很多，比如GC—MS，GC—IR等，核磁共振具有MS，IR特有的优势，能很方便的提供不同分子结构上的细微差别，包括同分异构化合物和立体异构化合物。
但是，核磁共振要求分析样品是纯物质，对于混合物进行分析得到的结构往往很困难，在很窄的化学位移里面要区分不同物质的信号在很多情况下是不可能的。
因此在使用核磁共振检测前，需要对混合样品进行分离纯化前处理。
因而可将色谱的高效分离能力与核磁共振的结构鉴定能力结合起来。
已经与核磁共振联用的分离手段有:高效液相色谱-核磁共振联用(HPLC-NMR)、超临界流体色谱-核磁共振联用(SFC-NMR)、超临界流体萃取-核磁共振联用(SFE-NMR)、毛细管电泳-核磁共振联用(CE-NMR)[7]。
其中高效液相色谱(HPLC)在复杂样品中的分离已得到广泛应用，通过调整色谱条件可用于分离不同的样品。
将核磁共振仪与之联用在各种样品的分析检测中得到了很好的应用，在药物检测、天然产物检测等中的应用均有文献报道[8]。
3.核磁共振的应用核磁共振技术能够在不破坏物质内部结构的前提下迅速、准确地分析物质结构，因而在科研和生产生活中得到了广泛的应用，从最初的物理学研究领域很快渗透到包括化学、生物学[9~12]、地质学[13~16]、医疗保健[9~12]在内的各种学科之中，并在使用过程促进了相关学科的飞速发展。
在化学化工产业中主要应用于分子的结构测定、元素的定量分析、有机化合物的结构解析、有机化合物中异构体的区分和确定、大分子化学结构的分析等领域；在生物学及医疗保健中则广泛应用于诸如生物膜和脂质的多形性研究、脂质双分子层的脂质分子动态结构确定、生物膜蛋白质与脂质之间的互相作用研究、压力作用下血红蛋白质结构的变化研究、生命组织研究等领域；核磁共振在地质学中的应用则主要体现在油气田的勘探、地下水资源的找寻、原油的定性鉴定和结构分析等方面。
3.1核磁共振在分子结构测定中的应用利用H、C、P等核磁共振谱确定有机化合物分子结构和变化，原子的空间位置和相互间的关联。
核磁共振技术发展得最成熟、应用最广泛的是氢核共振，可以提供化合物中氢原子化学位移，氢原子的相对数目等有关信息，为确定有机分子结构提供依据。
迄今，利用高分辨核磁共振谱仪已测定了上万种有机化合物的核磁共振谱图，许多实验室都出版谱图集。
分析一个化合物的结构时，一般仅需做个氢谱、碳谱、极化转移谱，更多时候除了一维谱还需要做一系列二维谱:氢-氢化学位移相关谱、碳-氢化学位移相关谱、远程化学位移相关谱或做氢检测的异核多键相关谱、氢检测的异核多量子相关谱等。
对于简单分子的结构，根据以上谱图解析就能确定，对于全然未知物的结构，还需结合其它的一些数据，如:质谱、红外、元素分析等。
利用核磁共振方法也可解决某些属于分子结构和晶体结构的问题，有可能研究固体中分子运动的性质，研究结构相变（例如铁电体的结构相变），研究磁性材料中不同晶格位置上的超精细场等如氢核的核磁共振图像：3.1.1观察水中H核的共振信号1%浓度的CuSO4 中H核的共振：如图1—3（a) 所示。
1%浓度的FeCl3中H核的共振：如图1—3（b）所示。
图1—3（a) 1%浓度的CuSO4中H核的共振如图1—3（b）1%浓度的FeCl3中H核的共振3.1.2测量H核的g因子、旋磁比γ、核磁矩μv/B [2]分别做了两组，由附表数据及公式：逥旋频率=B1=0.49689TB2=0.49714T表1—1 不同试剂测量的H 核的g 因子、旋磁比和核磁矩试剂类别 共振频率0v /(MHz) 振荡幅度/V g 因子 旋 磁 比 γ/ (Hz·T -1) 核 磁 矩μ/(J·T -1) 硫酸铜21.1562 150 5.5856 2.6752×108 1.4106×10-24 三氯化铁21.1562 150 5.5856 2.6752×108 1.4106×10-24 氯化锰21.1560 150 5.5856 2.6752×108 1.4106×10-24 丙三醇21.1556 150 5.5856 2.6751×108 1.4105×10-2 纯水21.1558 150 5.5856 2.6751×108 1.4105×10-24 表1—2 不同试剂测量的H 核的g 因子、旋磁比和核磁矩试剂类别 共振频率/(MHz) 振荡幅度/Vg 因子旋磁比γ/(Hz·T -1) 核磁矩μ/(J·T -1) 硫酸铜 21.1668151 5.5856 2.6752×108 1.4106×10-24 三氯化铁 21.1652148 5.5852 2.6750×108 1.4105×10-24 氯化锰 21.1652149 5.5851 2.6749×108 1.4104×10-24 丙三醇 21.1641149 5.5850 2.6749×108 1.4104×10-24 纯水21.1640 65 5.5849 2.6748×108 1.4104×10-243.1.3观察H 核的饱和现象饱和现象是指共振信号的幅度达最大的过程。
