9.2磁场

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实验9.1 核磁共振

熊波 121120148（南京大学物理学院2012级）

引言： 在基本实验的基础上，得到三种不同样品的核磁共振谱，并具体计算他们的化学位移与自旋耦合效应。其次，对自旋耦合效应的相互作用与等间距特点进行了一定的调研，可以从理论上直接证明这些特点。

关键词：核磁共振；化学位移；自旋耦合；

§1.引言

1946 年，美国斯坦福大学的 Bloch 等人和哈佛大学的 Purcell 等人独立地采用原子核感应法，即同时将一个恒定磁场和沿垂直于恒定磁场方向上的一个交变磁场同时作用于原子核系统上，然后测定由原子核磁矩进动所感应的电动势，发现了核磁共振现象。后来.Bloch

和 Purcell 因为这一发现而获得了 1952 年度的诺贝尔物理学奖。今天，核磁共振已成为研究物质结构和原子核的磁性、进行各种化合物的分析租鉴定、精密测定各种原子核磁矩以及作为核磁共振成像仪的重要原理和组成部分在医学上进行诊断的有力工具。

§2.实验原理

§2.1 .原子核的基本特性

原子由原子核和核外运动的电子所组成。原子核的电荷、质量、成分、大小、角动量和磁矩构成了它的基本性质。众所周知，原子核带正电，所带电量和核外电子的总电量相等，数值上等于最小电量单位e( C)的整倍数，称为电荷数。原子核的质量一般用质量数表示，接近于原子质量单位 u( kg)的整数倍。原子核由质子和中子所组成。质子和中子的质量大致相等，但每个质子带正电量e，而中子则不带电。因此，元素周期表中的原子序数 z 在数值上等于相应原子核外的电子数、核内质子数和核的电荷数。原子核的半径为 m的数量级。

原子核具有本征角动量，通常称为原子核的自旋，等于核内所有轨道和自旋运动的角动量的总和。核自旋可用自旋量子数I来表征。核内的中子和质子都是

的粒子。实验证明，如将原子核按其自旋特性来分类，则可分为三类:

电流的磁效应

教学目标：

1. 了解电流的磁效应的概念。

2. 掌握电流产生磁场的规律。

3. 学会使用电流表和磁场传感器进行实验。

4. 能够运用电流的磁效应解释生活中的现象。

教学内容：

第一章：电流的磁效应简介

1.1 电流的磁效应概念

1.2 电流产生磁场的规律

1.3 电流表的使用方法

第二章：磁场传感器介绍

2.1 磁场传感器的工作原理

2.2 磁场传感器的使用方法

2.3 磁场传感器的实验操作

第三章：电流的磁效应实验

3.1 实验目的和意义

3.2 实验器材和步骤

3.3 实验数据记录和分析

第四章：生活中的电流磁效应现象

4.1 电风扇的运行原理

4.2 电磁炉的加热原理 4.3 磁悬浮列车的运行原理

第五章：电流的磁效应应用

5.1 电磁铁的制作和应用

5.2 电动机的制作和应用

5.3 发电机的制作和应用

教学方法：

1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究电流的磁效应。

2. 通过实验和生活中的实例，让学生直观地感受电流的磁效应。

3. 利用多媒体辅助教学，展示电流的磁效应的原理和应用。

教学评价：

1. 课堂问答：检查学生对电流的磁效应概念的理解。

2. 实验报告：评估学生在实验中的操作能力和对实验数据的分析能力。

3. 课后作业：巩固学生对电流的磁效应的知识点掌握。

教学资源：

1. 电流表和磁场传感器。

2. 实验器材：导线、电池、铁钉等。

3. 多媒体教学课件。

教学步骤：

第一章：电流的磁效应简介

1.1 引导学生思考电流和磁场之间的关系，引入电流的磁效应概念。

1.2 讲解电流产生磁场的规律，让学生了解电流方向和磁场方向的关系。

1.3 演示电流表的使用方法，让学生学会如何测量电流。 第二章：磁场传感器介绍

2.1 讲解磁场传感器的工作原理，让学生了解磁场传感器的功能。

2.2 演示磁场传感器的使用方法，让学生学会如何操作磁场传感器。

2.3 分组实验，让学生亲身体验磁场传感器的操作和实验现象。

1 第二十章 电与磁

第1节 磁现象 磁场

【学习目标】

1.了解简单的磁现象；

2.通过实验认识磁极及磁极间的相互作用；

3.通过实验认识磁场；

4.知道磁感线可用来形象地描述磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场分布状况；

5.知道地磁场。

【学习重点】

知道磁体周围存在磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场分布状况。

【学习难点】

认识磁场的存在，用磁感线描述磁场。

【导学过程】

一．课前导学，构建轮廓。

1.磁体上 的两端，叫做磁极。让磁体自由转动，静止下来后会一端指南，这个磁极叫 ，又叫 ；另一端会指北，叫 。又叫 。

2.磁极间相互作用特点是： 。

3. ，这种现象叫磁化。

4.磁体周围存在一种物质，它看不见、摸不着，我们把它叫 。

5.在物理学中，把 定为那点磁场的方向。

6.用带箭头的曲线方便、形象的描述磁场，这样的曲线叫 。

7.地球的周围存在磁场，叫 。

二．课堂导学，深化新知。

探究活动1. 磁现象

〔演示实验〕：拿一块磁铁，分别让它去接触铁片、钢片、铜片、硬币、塑料片、纸片，发现磁铁可以吸引铁片、钢片、硬币。介绍磁铁还可以吸引金属钴。

(1)、 叫磁性；

叫做磁体。

磁通量磁场的高斯定理教案

第一章：磁场与磁通量简介

1.1 磁场的概念

介绍磁场的定义和特性

解释磁场的表示方法，如磁感线和磁力线

1.2 磁通量的概念

解释磁通量的定义和意义

描述磁通量的计算方法

第二章：高斯定理的背景和意义

2.1 高斯定理的发现

介绍高斯定理的发现者和时间

解释高斯定理的重要性和影响

2.2 高斯定理的数学表达

给出高斯定理的数学公式

解释高斯定理中的各个参数和符号的含义

第三章：高斯定理的应用

3.1 磁通量的计算

解释如何使用高斯定理计算磁通量

给出磁通量计算的示例和练习题

3.2 磁场的分布分析

介绍如何使用高斯定理分析磁场的分布

给出磁场分布分析的示例和练习题 第四章：高斯定理的实验验证

4.1 实验装置和步骤

描述进行高斯定理实验所需的装置和材料

给出实验步骤和注意事项

4.2 实验结果和分析

解释实验结果对高斯定理的验证意义

分析实验结果与理论预测的一致性

第五章：高斯定理的实际应用

5.1 磁屏蔽的设计与应用

介绍磁屏蔽的概念和作用

解释如何使用高斯定理设计磁屏蔽

5.2 磁感应强度的测量

介绍测量磁感应强度的重要性

解释如何使用高斯定理测量磁感应强度

第六章：高斯定理在不同情况下的应用

6.1 非均匀磁场的处理

解释高斯定理在非均匀磁场中的应用方法

给出非均匀磁场中磁通量计算的示例和练习题

6.2 变化磁场的处理

介绍高斯定理在变化磁场中的应用方法

给出变化磁场中磁通量计算的示例和练习题

第七章：高斯定理与麦克斯韦方程组的联系 7.1 麦克斯韦方程组简介

介绍麦克斯韦方程组的背景和意义

给出麦克斯韦方程组的数学表达

7.2 高斯定理与麦克斯韦方程组的关系

解释高斯定理在麦克斯韦方程组中的地位和作用

展示高斯定理与麦克斯韦方程组的联系

第八章：高斯定理在工程和技术领域的应用

8.1 电磁兼容性与高斯定理

介绍电磁兼容性的概念和重要性

解释高斯定理在电磁兼容性分析中的应用