脉冲核磁共振实验讲义

脉冲核磁共振实验报告脉冲核磁共振实验报告导言：脉冲核磁共振（NMR）技术是一种非常重要的实验手段，它在化学、物理、生物等领域都有广泛的应用。

本次实验旨在通过脉冲核磁共振实验，探索其原理和应用，并通过实验结果分析，深入理解核磁共振的基本概念和方法。

一、实验原理核磁共振是基于原子核的自旋性质而产生的一种现象。

当物质处于外加磁场中时，原子核会产生自旋进动，这种进动会产生一个旋转磁矩。

而当外加射频脉冲作用于样品时，会导致核磁矩的翻转，进而引起核磁共振信号的产生。

二、实验步骤1. 样品准备：选择适当的样品，将其溶解在合适的溶剂中，并放置在核磁共振仪器中。

2. 参数设置：设置外加磁场的强度和方向，调整射频脉冲的频率和幅度。

3. 信号采集：开始采集核磁共振信号，记录下信号的幅度和频率。

4. 数据处理：通过对采集到的信号进行傅里叶变换，得到核磁共振谱图。

5. 结果分析：根据谱图的特征，分析样品中的成分和结构。

三、实验结果与讨论通过实验，我们得到了样品的核磁共振谱图。

根据谱图的特征，我们可以得到样品中各个成分的化学位移和相对含量。

同时，通过核磁共振谱图的峰形和峰面积，我们还可以得到样品中各个原子核的耦合关系和化学环境。

在实验中，我们还可以通过改变外加磁场的强度和方向，观察核磁共振信号的变化。

这样可以进一步了解样品中原子核的自旋性质和相互作用规律。

此外，核磁共振技术还可以应用于生物医学领域。

通过核磁共振成像（MRI），可以对人体内部结构进行非侵入性的观察和诊断。

这种无辐射、无损伤的成像技术已经成为现代医学中不可或缺的工具。

四、实验中的注意事项在进行脉冲核磁共振实验时，需要注意以下几点：1. 样品的纯度和浓度对实验结果有较大影响，因此在实验前应对样品进行充分的处理和检测。

2. 外部磁场和射频脉冲的设置需要精确控制，以保证实验的可靠性和准确性。

3. 在实验过程中，需要避免样品受到振动和温度变化的干扰，以免影响信号的稳定性和准确性。

附件材料二脉冲核磁共振实验基本原理核磁共振（NMR ）是一种磁共振现象，是原子核在核能级上的共振跃迁。

利用核磁共振可以测定原子核的磁矩，精确地测量磁场，研究物质结构。

1922年斯特恩（Otto Stern 1888—1969）通过实验，用分子束方法证明了原子核磁矩空间量子化，并为进一步测定质子之类的亚原子粒子的磁矩奠定了基础。

此后，拉比(Isidor Isaac Rabi 1898—1988)发展了分子束磁共振方法，可以精密测量核磁矩和光谱的超精细结构。

1946年布洛赫（Felix Bloch 1905—1983）实现了原子核感应，现称核磁共振（具有磁矩的原子核位于恒定磁场中时，将以一定的角速度围绕磁场轴作进动并最终沿磁场方向趋向。

如果垂直于该恒定磁场外加一弱交变磁场,且当交变磁场的圆频率和恒定磁场满足一定的关系时，核磁矩将会沿着固定轨道绕恒定磁场进动，同时出现能量的最大吸收）。

当年年底，塞尔(Edward Mills Purcell 1912—1997)首次报告了在凝聚态物质中观察到的核磁共振现象。

1943年斯特恩因在发展分子束方法上所作的贡献和发现了质子的核磁矩获得诺贝尔物理学奖。

1944年拉比因用共振方法记录了原子核的磁特性获诺贝尔物理学奖。

1952年布洛赫和塞尔因发展了核磁精密测量的新方法及由此所作的发现分享诺贝尔物理学奖。

在稳态核磁共振的基础上，1950年代出现了脉冲核磁共振方法，得到高灵敏度、高分辨率的核磁共振信号。

核磁共振与计算机结合，发展了许多高新技术。

一般地，连续波核磁共振波谱仪在任一瞬间，只有一种核处于共振状态，而其他核都处于“等待”状态，因此扫描速度慢，这就不利于对一些量小的样品和某些天然丰度小的核进行测定，由于它们必须采取累加的方法，而连续波核磁共振波谱仪扫描速度慢，耗时长，且难于保证信号长期不漂移；脉冲核磁共振波谱仪仪器工作的方式是利用短而强的射频脉冲，使所有的核同时都共振，从而在很短的时间内完成一张谱图的记录。

近代物理实验-核磁共振实验目的：(1)了解核磁共振原理(2)学习使用核磁共振测量软件实验原理：核具有自旋角动量p ，根据量子力学p 的取值为：p=ħ)1( I I (1)式中ħ=h/2π，h 为普朗克常数，I 为自旋量子数，其取值为整数或半整数即0,1,2,…或1/2,3/2,…。

若原子质量数A 为奇数，则自旋量子数I 为半整数，如1H(1/2), 15N(1/2),17O(5/2), 19F(1/2)等；如A 为偶数,原子序数Z 为奇数，I 取值为整数，如21H(1), 147N(1), 105B(3)等；当A 、Z 均为偶数时I 则为零，如126C, 168O 等。

核自旋角动量p 在空间任意方向的分量（如z 方向）的取值为：p z = m ħ (2)m 的取值范围为-I…I，即-I ，-（I-1），…，（I-1），I 。

原子核的自旋运动必然产生一微观磁场，因此称原子核具有自旋磁矩μ，它与自旋角动量p 的关系为：μ = γ p (3)γ称为旋磁比，γ与原子核本身性能有关，它的数值可正可负。

与自旋角动量一样，自旋磁矩在外加磁场方向的分量值也是量子化的μz = γ ħ m (4)与p 一样的取值范围一样，m 的取值范围也是 -I…I。

对质子1H ，I=1/2, m 的取值为-1/2和1/2。

核磁矩在外磁场B 0中将获得附加能量E m =-μz B 0=-γ ħ mB 0 (5)以质子为例，其m 的值为1/2与-1/2，从而在外磁场作用下核能级分裂成两个能级，其能级差ΔE 为ΔE=γ ħ B 0 (6)如果此时在与B 0垂直方向再加上一个频率为ν的交变磁场B 1，此交变磁场的能量量子为h ν，则当h ν=ΔE 时就会引起核能态在两个分裂能级间的跃迁，即产生共振现象。

此时共振频率ν0为ν0=γπ20B (7) 即共振频率ν0与外磁场强度B 0成正比。

γ /2π是个重要的实用参数，某些应用类的参考书中将γ /2π也称为旋磁比。

核磁共振及其成像实验一、引言核磁共振指受电磁波作用的原子核系统在外磁场中磁能级之间发生共振跃迁的现象，1939年首次被拉比在高真空中的氢分子束实验中观察到，之后广泛运用于医学成像领域。

本实验旨在掌握核磁共振基本原理，并利用核磁共振研究硬脉冲及其回波，测量横向弛豫时间，了解几种成像参数对图像的影响。

二、实验原理2.1核磁共振基本原理当一个样品被放在外磁场0B 中时，样品就会被磁化，产生能级分裂现象，所产生的能级间距为：0E B ћγ∆= (1) 若在该样品系统上加上一个射频磁场，当射频场能量等于能级间距时，样品对外加射频能量吸收达到最大，因此得到核磁共振产生的基本条件：00h ћB ћυωγ==(2) 因此得到拉莫尔方程00B ωγ= (3)其中0ω就是产生核磁共振的拉莫尔频率，γ为样品物质的磁旋比，0B 为外加磁场的磁场强度。

2.2自旋回波考虑一个90°-τ-180°-τ采样的脉冲序列。

把一个包含大量自旋数的样品分为610个系综，在每个区域，外磁场分布在一个很窄的范围，每个系综内有一确定的净磁化强度，它们都对总的磁化强度做出贡献。

第一个90°脉冲后，每一个这样的磁化矢量均以稍稍不同的频率作进动，彼此逐渐散相。

经过时间τ后，施之一个双倍宽度的180°脉冲，相位差全部反转，再经过适当时间τ后，所有系综回到同相位状态，总磁化强度达到最大值。

在样品线圈里，感应出“自旋回波”信t存在着采样时间较长的缺点，号，幅度一般小于FID信号。

由于此回波序列测量2故采用90°-τ-180°-2τ-180°-…序列。

2.3弛豫过程t表征由横向弛豫时间：起因于自旋-自旋之间的相互作用。

横向弛豫时间2于非平衡态进动相位相关产生的不为0的磁化强度横向分量M恢复到平衡态时t描述了垂直于磁场方向的核自旋磁矩相位无关所需特征时间。

即横向弛豫时间2恢复到热平衡态的快慢程度。

脉冲核磁共振实验核磁共振技术来源于1939年美国物理学家拉比（I.I.Rabi ）所创立的分子束共振法，他使用这种方法首先实现了核磁共振这一物理思想，精确德测定了一些原子核的磁矩，从而获得了1944年度的诺贝尔物理奖.此后,磁共振技术迅速发展,经历了半个多世纪的而长盛不衰,孕育了多个诺贝尔奖获得者,它还渗透到化学、生物、医学、地学和计量等学科领域,以及众多的生产技术部门,成为分析测试中不可缺少的实验手段.所谓核磁共振,是指磁矩不为零的原子核处于恒定磁场中,由射频或者微波电磁场引起塞曼能级之间的共振跃迁现象.核磁共振现象具有其特点,因此,我们先介绍一些核磁共振的基础知识.一、核磁共振基础知识1． Bloch 方程:1946年Bloch 采用正交线圈感应法观察水的核磁共振信号后就根据经典理论力学推导出Bloch 方程建立核磁共振的唯象理论。

长久以来大量的实验表明Bloch 方程在液体中完全精确，同时还发现Bloch 方程在其他能级跃迁理论也高度吻合，比如激光的瞬态理论中Bloch 方程同样适用。

所以Bloch 方程已经超越了半经典的陀螺模型，现在已经推广到磁共振以外的能级跃迁系统。

在激光物理中采用密度矩阵和Maxwell 方程组推导出Bloch 方程又称为Maxwell-Bloch 方程(有的书称为FHV 表象理论)。

所以Bloch 方程促进了量子力学的发展是非常重要的公式。

由于Maxwell-Bloch 方程推导涉及高等量子力学和量子电动力学等复杂的理论和繁琐的数学基础所以本文采用Bloch 半经典的唯象理论。

（1）半经典理论:将原子核等效为角动量为 L 的陀螺和具有磁矩为L γμ=磁针。

其中γ称为旋磁比。

原子核在外磁场作用下受到力矩 B T⨯=μ (1)并且产生附加能量B E⋅=μ (2)根据陀螺原理 T dt L d=和Lγμ=得B dtd⨯=μγμ(3) 其分量式)()()(y x x y zx z z x y z y y Z xB B dtd B B dt d B B dt d μμγμμμγμμμγμ-=-=-= (4)（2）驰豫过程:驰豫过程是原子核的核磁矩与物质相互作用产生的。

脉冲核磁共振实验【实验目的】1.了解脉冲核磁共振的基本实验装置和基本物理思想，学会用经典矢量模型方法解释脉冲核磁共振中的一些物理现象。

2.用自由感应衰减法测量表观横向弛豫时间*2T ，分析磁场均匀度对信号的影响。

3.用自旋回波法测量不同样品的横向弛豫时间2T 。

4.用反转恢复法测量不同样品的纵向弛豫时间1T 。

6.测量不同浓度硫酸铜溶液中氢原子核的横向弛豫时间2T 和纵向弛豫时间1T ，测定其随CuSO 4浓度的变化关系。

【实验原理】核磁共振，是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。

1945年，美国哈佛大学的珀塞尔等人，报道了他们在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号；1946年，美国斯坦福大学布洛赫等人，也报道了他们在水样品中观察到质子的核感应信号。

两个研究小组用了稍微不同的方法，几乎同时在凝聚物质中发现了核磁共振。

因此，布洛赫和珀塞尔荣获了1952年的诺贝尔物理学奖。

以后，许多物理学家进入了这个领域，取得了丰硕的成果。

目前，核磁共振已经广泛地应用到许多科学领域，是物理、化学、生物和医学研究中的一项重要实验技术。

它是测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法，也是精确测量磁场的重要方法之一。

下面我们以氢核为主要研究对象，以此来介绍核磁共振的基本原理和观测方法。

氢核虽然是最简单的原子核，但它是目前在核磁共振应用中最常见和最有用的核。

（一）核磁共振的量子力学描述 1.单个核的磁共振通常将原子核的总磁矩在其角动量P 方向上的投影μ称为核磁矩，它们之间的关系通常写成P⋅=γμ或P m e g p N⋅⋅=2μ （2-1）式中pN m e g 2⋅=γ称为旋磁比；e 为电子电荷；p m 为质子质量；N g 为朗德因子。

对氢核来说，5851.5=N g 。

按照量子力学，原子核角动量的大小由下式决定)1(+=I I P （2-2）式中π2h =，h 为普朗克常数。

I 为核的自旋量子数，可以取⋅⋅⋅=,23,1,21,0I 对氢核来说，21=I 。

第五章核磁共振实验核磁共振在生物医学化学和物理学有广泛的应用，核磁共振的应用实验原理及实验方法成为相关领域必不可少的教学内容。

过去由于进口核磁共振本身价格昂贵仪器操作复杂核磁共振一直没有纳入相关的实验大纲。

最近几年国产核磁共振教学仪器的发展已经能使小尺寸的核磁共振成像系统在本科教学实验中普及。

教学仪器本身具有的开放性和可拆卸性是进口仪器所不能替代的。

这些实验可以让学生直观的了解核磁共振技术的实现过程，为今后操作使用以及核磁共振仪的生产打下坚实的基础。

本章从基本的连续核磁共振实验开始了解核磁共振最基本的共振现象。

尔后脉冲核磁共振实验了解各脉冲序列的原理和脉冲核磁共振的实验方法对今后了解成像及谱仪的工作原理有重要的认识。

之后在核磁共振成像实验（上）中了解核磁共振成像SE序列的成像原理及图像重建的数学处理方法，为今后学生毕业后自行操作仪器及编译脉冲序列打下一定的基础。

之后在核磁共振成像实验（中）对各种伪影产生的机理和脉冲参数设置对图像的影响产生一定的认识。

最后核磁共振成像实验（下）中进行自主提高性实验，如三维核磁共振成像观察切割的组织或小动物的器官等，也可以自行编辑IR序列并自行对实验采集数据进行处理，如采用伪彩色处理等。

本章的实验均在国产教学仪器中完成。

第一节基础理理论一、Bloch方程:1946年Bloch采用正交线圈感应法观察水的核磁共振信号后就根据经典理论力学推导出Bloch方程建立核磁共振的唯象理论。

长久以来大量的实验表明Bloch方程在液体中完全精确，同时还发现Bloch 方程在其他能级跃迁理论也高度吻合，比如激光的瞬态理论中Bloch 方程同样适用。

所以Bloch 方程已经超越了半经典的陀螺模型，现在已经推广到磁共振以外的能级跃迁系统。

在激光物理中采用密度矩阵和Maxwell 方程组推导出Bloch 方程又称为Maxwell-Bloch 方程(有的书称为FHV 表象理论)。

所以Bloch 方程促进了量子力学的发展是非常重要的公式。

脉冲核磁共振实验报告一、实验报告简介脉冲核磁共振实验可是相当有趣的呢，就像我们去探索一个神秘的微观世界一样。

这个实验能让我们对原子核的一些特性有更深刻的了解。

二、实验目的1. 我们就是想通过这个实验来掌握脉冲核磁共振的基本原理呀。

这原理就像是一把钥匙，能打开理解原子核自旋特性的大门呢。

2. 还有就是要学会使用相关的仪器设备，那些仪器就像是我们探索微观世界的小助手，每个按钮、每个功能都得摸透。

3. 能够准确地测量出一些关键的物理量，比如说共振频率啦，弛豫时间这些，这些数据就像是密码，能让我们更好地解读原子核的小秘密。

三、实验仪器1. 核磁共振仪那可是主角，它长得就像一个精密的小盒子，上面有好多的旋钮和显示屏，每个部分都有它独特的功能，可不能小瞧。

2. 还有样品管，就像一个小小的容器，把我们要研究的样品放在里面，就像是给原子核们安了个小家。

3. 射频发生器，这就像是一个信号小喇叭，不停地向样品发送射频信号，来激发原子核的反应。

四、实验原理1. 原子核的自旋就像小陀螺一样在那不停地转着，当我们施加一个合适的外部磁场时，这些小陀螺就会按照一定的规律排列起来，就像一群听话的小士兵。

2. 然后我们再用射频脉冲去干扰它们，这就像是给小士兵们下达了新的指令，它们就会产生共振现象，就像一起欢呼起来一样。

3. 共振之后呢，原子核又会慢慢地恢复到原来的状态，这个过程就是弛豫过程，有纵向弛豫和横向弛豫之分，就像是小士兵们从兴奋状态慢慢平静下来的不同方式。

五、实验步骤1. 首先得准备好样品，把样品小心地放进样品管里，就像把宝贝放进小盒子一样，要保证样品均匀分布。

2. 然后把样品管放到核磁共振仪里，就像是把宝贝送到了它的专属小屋里。

3. 打开仪器，先对仪器进行一些基本的设置，比如磁场强度啦，射频频率范围这些，就像给仪器做个热身运动。

4. 接下来发送射频脉冲，这时候就要盯着显示屏看啦，看那些跳动的数字和曲线，就像看一场精彩的表演。

第三章 NMR 实验技术基础4 脉冲技术a 频偏效应(off-resonance effects)由于射频场为单色波，而样品中的化学位移有一定的范围，因此不同的核感受到的有效场也不同。

(1) 脉冲作用对象为Z 磁化向量 在off-resonance 状态，相位y 的脉冲作用于平衡态的z 磁化向量后：M M M M M M x y z ==-=+000221sin sin ;(cos )sin cos ;(cos cos sin )αθαθθθαθ当频偏大时有明显的相位及强度的畸变：tan (cos )cos sin (cos )sin sin βαθααθαγ==-=-⋅-M M B yx 111Ω这个式子适合于分析相位与频偏的关系。

当频偏不大于射频场频率时，90度脉冲后的水平分量的相位与频偏基本上是线性关系，βγτγττπ=-=-=-ΩΩΩB B 190190902 因此不太大的频偏下，实际的90度脉冲可以当成理想的90度脉冲，后跟一段演化期，时间长度为ττπ=290相比之下，有频偏时180度脉冲的效果要差的多，通常需要其他技术来弥补。

90度脉冲的激发曲线的第一个零点位于Ω=±151γB180度脉冲的激发曲线的第一个零点位于Ω=±31γB如蛋白质中C α的化学位移平均在56ppm 左右,而CO 的化学位移在174ppm 左右，若要激发其中之一同时对另一个影响最小，180度方波的功率应选择为1181256738562⨯=.Hz ,对应的脉冲宽度大约58.4μs.(2) 脉冲作用对象为水平磁化向量(nonresonant effects) 频偏较大时射频场的有效磁场接近Z 向，因此横向磁化向量在脉冲期间绕Z 轴有额外的进动，产生相移：φωτNR pt =<>122()Ω此处<>对脉冲串作平均，在多维谱中当τp 随间接维时间变化时（如去偶序列），这个相移在对应的间接维中表现为一个频移ωωNR t =<>122()Ω该图显示的是脉冲宽度58.4 s 的180度脉冲对横向磁化产生的额外相移。

实验 脉冲核磁共振实验核磁共振技术来源于1939年美国物理学家拉比（I.I.Rabi ）所创立的分子束共振法，他使用这种方法首先实现了核磁共振这一物理思想，精确德测定了一些原子核的磁矩，从而获得了1944年度的诺贝尔物理奖.此后,磁共振技术迅速发展,经历了半个多世纪的而长盛不衰,孕育了多个诺贝尔奖获得者,它还渗透到化学、生物、医学、地学和计量等学科领域,以及众多的生产技术部门,成为分析测试中不可缺少的实验手段.所谓核磁共振,是指磁矩不为零的原子核处于恒定磁场中,由射频或者微波电磁场引起塞曼能级之间的共振跃迁现象.核磁共振现象具有其特点,因此,我们先介绍一些核磁共振的基础知识.一、核磁共振基础知识1.处于恒定磁场中的磁矩 （1）角动量与磁矩具有自旋的原子核，其自旋角动量P 为)1(+=I I P （1）（1）式中，I 为自旋量子数，其值为半整数或整数，由核性质所决定。

π2h =，h 为普朗克常数。

自旋的核具有磁矩μ，μ和自旋角动量P 的关系为P γμ＝ （2）式中，γ为旋磁比。

根据量子力学，核自旋P 空间取向是量子化的。

P 在z 方向上的分量只能取)12(+I个值，即：m P z = ),1,,1,(I I I I m -+-⋅⋅⋅-= （3）m 为磁量子数，相应地m P Z Zγγμ== （4）（2）磁矩在恒定磁场中的运动由于原子核具有磁矩，故在外磁场作用下受到力矩0B T ⨯=μ (5)由于力矩作用会引起原子核角动量的变化，由 T dtdL=和P γμ＝得0B dtd ⨯=γμμ(6) 求解这个方程，磁矩μ绕B 作拉莫尔旋进旋进角频率0B γω= （7）可见旋进角频率与磁场大小成正比。

（3）磁场在恒定磁场中的能量磁矩在恒定外磁场作用下具有势能θμcos 00B E =⋅=B μ将 m P Z Z γγμ==代入，则0B m E γ= (8)由此可见，磁矩在磁场中的能量只能取分立的能级值。

对2/1=I 的核，例如氢、氟等，在磁场中仅分裂为上下两个能级。

中级物理实验报告脉 冲 核 磁 共 振一、实验目的1．掌握脉冲核磁共振的基本概念和方法。

2．通过观测核磁共振对射频脉冲的响应，了解能级跃迁过程（驰豫）。

3．了解自旋回波，利用自旋回波测量横向驰豫时间T 2 。

4．测量二甲苯的化学位移，了解傅立叶变换－脉冲核磁共振实验方法。

二．实验原理核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance ，NMR )指受电磁波作用的原子核系统，在外磁场中能级之间发生的共振跃迁现象。

是1946年由美国斯坦福大学布洛赫(F.Bloch )和哈佛大学珀赛尔(E.M.Purcell )各自独立发现的，两人因此获得1952年诺贝尔物理学奖。

早期的核磁共振电磁波主要采用连续波，灵敏度较低。

1966年发展起来的脉冲傅立叶变换核磁共振技术，将信号采集由频域变为时域，从而大大提高了检测灵敏度，由此脉冲核磁共振技术迅速发展，成为物理、化学、生物、医学等领域中分析鉴定和微观结构研究不可缺少的工具。

核磁共振的物理基础是原子核的自旋。

泡利在1924年提出核自旋的假设，1930年在实验上得到证实。

1932年人们发现中子，从此对原子核自旋有了新的认识：原子核的自旋是质子和中子自旋之和，只有质子数和中子数两者或者其中之一为奇数时，原子核具有自旋角动量和磁矩。

这类原子核称为磁性核，只有磁性核才能产生核磁共振。

磁性核是核磁共振技术的研究对象。

1．基础知识具有自旋的原子核，其自旋角动量P 为P =（1）（1）式中，I 为自旋量子数，其值为半整数或整数，由核性质决定。

/2h π= ，h 为普朗克常数。

自旋的核具有磁矩μ，μ和自旋角动量P 的关系为P μγ=（2）（2）式中γ为旋磁比。

在外加磁场00B =时，核自旋为I 的核处于（2I+1）度简并态，外磁场00B ≠时，角动量P 和磁矩μ绕0B （设为z 方向）进动，进动角频率为：00B ωγ=（3）（3）式称为拉摩尔进动公式。

由拉摩尔进动公式可知，核磁矩在恒定磁场中将绕磁场方向作进动，进动的角频率0ω取决于核的旋磁比γ和磁场磁感应强度0B 的大小。

连续与脉冲核磁共振王舒涵 201311141005日期：2016年3月17日 指导教师：王引书【摘要】本实验以CuSO4 溶液中的氢核为研究对象，使用连续和脉冲核磁共振谱仪观察了不同浓度的CuSO4 溶液的共振信号，估算了样品的表观横向弛豫时间，采用90 -180双脉冲自旋回波法测量其横向弛豫时间。

发现随着溶液浓度的减小，表观横向弛豫时间增大。

【关键词】连续与脉冲核磁共振，氢核，CuSO4溶液，横向弛豫时间一、引言：核磁共振技术（Nuclear Magnetic Resonance ，简称NMR ）是1945年布洛赫和铂塞尔分别独立发明的，此方法大大提高了核磁矩的测量精度。

核磁共振自发明以来去得了惊人的发展，如今NMR 不仅是一种能直接而准确的测量原子核磁矩的方法，而且已成为研究物质微观结构的常用工具，比如，用于研究有机大分子结构，精确测量磁场及固体物质的结构相变，等等。

另外，核磁共振技术不会破坏样品，也不会破坏物质的化学平衡态，所以尤其适用于有机生命体的研究，如今，核磁共振成像技术已经成为检查人体病变方面的有力武器，在生物学、医学、遗传学等领域都有着重要应用。

本实验以CuSO4 溶液中的氢核为主要研究对象，目的在于掌握核磁共振技术的基本原理以及核磁共振信号的基本测量方法。

二、实验原理1、核磁共振的量子力学描述原子核中的质子和中子都具有轨道和自旋角动量，因此，原子核的磁矩应该是质子磁矩和中子磁矩的总和。

当原子核处于外磁场B 中时，由于核磁矩和外磁场的相互作用使得原子核获得附加能量，即：B m B B E γμμ121-=⋅-=⋅-= （1）由此可见，不同磁量子数的原子核获得能量是不同的，这就使原来简并的磁能级发生分裂，即著名的塞曼分裂，由上式可知磁能级在外磁场中的分裂是等间距的，其相邻的两个磁能级间的能量差是：ωγ ==∆B E （2）量子力学选择定则为∆m1=±1 ，在垂直于B 的平面内加一个射频磁场，当其频率为πγ2B 时，处在较低能态的核会吸收电磁辐射的能量跃迁到较高的能态，这就是量子力学意义上的核磁共振。