铁磁共振实验报告

核 磁 共 振实验仪器FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪, 包括永久磁铁、射频边限振荡器、探头、样品、频率计、示波器实验原理FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用永磁铁, 是定值, 所以对不同的样品, 通过扫频法调节射频场的频率使之达到共振频率 , 满足共振条件, 核即从低能态跃迁至高能态, 同时吸收射频场的能量, 使得线圈的 值降低产生共振信号。

由于示波器只能观察交变信号, 所以必须使核磁共振信号交替出现, FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用扫场法满足这一要求。

在稳恒磁场 上叠加一个低频调制磁场 , 这个调制磁场实际是由一对亥姆霍兹线圈产生, 此时样品所在区域的实际磁场为 。

生周期性变化, 拉摩尔进动频率 也相应地发生周期性变化, 即))sin((0t B B m ⋅'+⋅=ωγω （1）这时只要射频场的角频率调在 变化范围之内, 同时调制磁场扫过共振区域, 即 , 则共振条件在调制场的一个周期内被满足两次, 所以在示波器上观察到如图（b ）所示的共振吸收信号。

此时若调节射频场的频率, 则吸收曲线上的吸收峰将左右移动。

当这些吸收峰间距相等时, 如图（a ）所示, 则说明在这个频率下的共振磁场为 。

如果扫场速度很快, 也就是通过共振点的时间比弛豫时间小得多, 这时共振吸收信号的形状会发生很大的变化。

在通过共振点后, 会出现衰减振荡, 这个衰减的振荡称为“尾波”,尾波越大, 说明磁场越均匀。

实验步骤（一） 熟悉各仪器的性能并用相关线连接实验中, FD-CNMR-I型核磁共振仪主要应用五部分: 磁铁、磁场扫描电源、边限振荡器（其上装有探头, 探头内装样品）、频率计和示波器。

仪器连线（1）首先将探头旋进边限振荡器后面板指定位置, 并将测量样品插入探头内；（2）将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组, 是等同的, 实验中可以任选一组）, 并将磁场扫描电源机箱后面板上的接头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接；（3）将边限振荡器的“共振信号输出”用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”, “频率输出”用Q9线接频率计的A通道（频率计的通道选择: A通道, 即；FUNCTION选择: FA；GATE TIME选择: 1S）;（二）（4）移动边限振荡器将探头连同样品放入磁场中, 并调节边限振荡器机箱底部四个调节螺丝, 使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直；（三）（5）打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源, 准备后面的仪器调试。

核磁共振类实验实验报告（一）核磁共振（二）脉冲核磁共振与核磁共振成像第一部分 核磁共振基本原理1.核磁共振磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。

如果共振是由原子核磁矩引起的，则该粒子系统产生的磁共振现象称核磁共振（简写作NMR ）;如果磁共振是由物质原子中的电子自旋磁矩提供的，则称电子自旋共振（简写ESR ）,亦称顺磁共振(写作EPR)；而由铁磁物质中的磁畴磁矩所产生的磁共振现象，则称铁磁共振（简写为FMR ）。

原子核磁矩与自旋的概念是1924年泡利（Pauli ）为研究原子光谱的超精细结构而首先提出的。

核磁共振现象是原子核磁矩在外加恒定磁场作用下，核磁矩绕此磁场作拉莫尔进动，若在垂直于外磁场的方向上是加一交变电磁场，当此交变频率等于核磁矩绕外场拉莫尔进动频率时，原子核吸收射频场的能量，跃迁到高能级，即发生所谓的谐振现象。

研究核磁共振有两种方法：一是连续波法或称稳态法，使用连续的射频场（即旋转磁场）作用到核系统上，观察到核对频率的感应信号；另一种是脉冲法，用射频脉冲作用在核系统上，观察到核对时间的响应信号。

脉冲法有较高的灵敏度，测量速度快，但需要快速傅里叶变换，技术要求较高。

以观察信号区分，可观察色散信号或吸收信号。

但一般观察吸收信号，因为比较容易分析理解。

从信号的检测来分，可分为感应法，平衡法，吸收法。

测量共振时，核磁矩吸收射频场能量而在附近线圈中感应到信号，则为感应法；测量由于共振使电桥失去平衡而输出电压的即为平衡法；直接测量共振使射频振荡线圈中负载发生变化的为吸收法。

本实验用连续波吸收法来观察核磁共振现象。

2.核磁共振的量子力学描述核角动量P 由下式描述， （1） 式中，)1(+=I I P π2h =I 是核自旋磁量子数，可取0，1/2，1，...对H 核，I=1/2。

核自旋磁矩μ 与P 之间的关系写成P⋅=γμ （2） 式中，称为旋磁比e 为电子电荷；p m 为质子质量；J g 为朗德因子。

实验报告 4+——0406 李季 PB04210049实验题目: 铁磁共振实验目的: 本试验要求学习用传输式谐振腔法研究铁磁共振现象，测量YIG 小球（多晶）的共振曲线和g 因子。

实验原理:铁磁共振：在微波波段，只有铁氧体对微波吸收最小。

当满足一定条件时，铁磁性物质从微波磁场中强烈吸收能量的现象称为铁磁共振。

当外加稳恒磁场B 时，铁氧体对微波的吸收剧烈变化，在0r B ωγ=处吸收最强烈，成为共振吸收，此现象极为铁磁共振。

这里0ω为微波磁场的角频率，γ为铁磁物质的磁旋比。

2mB g H πμγ=铁磁共振试验通常采用谐振腔法，该法灵敏度高，但测量频率较窄。

本试验用传输式谐振腔，其传输系数与样品共振吸收的关系简单，便于计算，但难以用抵消法提高灵敏度。

将铁氧小球置于谐振腔微波磁场的最大处，使其处于相互垂直的稳恒磁场B 和微波磁场Hm 中，保持微波发生器输出功率恒定，调节谐振腔或微波发生器，使谐振腔的频率ω与微波磁场的频率0ω相等，当改变B 的大小时，由于铁磁共振，在谐振腔始终调谐时，在输入功率0()in P ω不变的情况下，输出功率为：22100)(4)(L e e in out Q Q Q P P ⋅=ωω20()out L P Q ω∝（L Q 为腔的品质因数）。

因而L Q 的变化可通过out P 的变化来测量。

然后通过P-B 曲线可得B ∆。

必须注意的是，当B 改变时，磁导率的变化会引起谐振腔谐振频率的变化（频散效应），故实验时，每改变一次B 都要调节谐振腔（或微波发生器频率），使它与输入微波磁场的频率调谐，以满足上式的关系，这种测量称逐点调谐，可以获得真实的共振吸收曲线，如图2.3.2-5，此时，对应于B 1、B 2的输出功率为20021)1(4+=r P P P P式中P 0、P r 、和P 1/2分别是远离共振点、共振点和共振幅度半高处对应的输出功率。

因此根据测得曲线，计算出P 1/2，既能确定出B ∆。

磁共振技术实验报告【摘要】磁共振指磁矩不为零的物质处于恒定磁场中，由于射频或微波电磁场引起磁能级之间的共振跃迁现象。

本实验主要涉及到磁共振技术中的三个实验，分别为顺磁共振、核磁共振、光磁共振实验，讨论影响实验信号的因素，并分析三种共振实验的特点。

通过顺磁实验主要了解微波顺磁共振的概念和原理，使用微波进行电子顺磁共振实验，计算出原子的g因子；通过核磁共振实验测定有关物理量，认识磁共振的一般特性。

观测核磁共振的测量原理和实验方法；通过光磁共振实验了解掌握光抽运和光检测的原理和实验方法，加深对超精细结构，光跃迁及磁共振的理解，测定铷87及铷85的g因子，地磁场垂直和水平分量。

尽管这些这些磁共振各有特点，但有着共同的原理和方法，因此本实验还有一主要目的是找到他们的发展特点并引发思考技术的未来发展方向。

【关键字】顺磁共振核磁共振光磁共振g 因子【引言】磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。

如果共振是由原子核磁矩引起的, 则该粒子系统产生的磁共振现象称核磁共振(简写作NMR)；如果磁共振是由物质原子中的电子自旋磁矩提供的,则称电子自旋共振(简写ESR),亦称顺磁共振(写作EPR)。

此外，还有以其他物理特征为标志的共振现象，建立在光抽运基础上的光泵磁共振。

尽管这些磁共振各有特点，但有着共同的原理和方法。

【正文】磁共振是在固体微观量子理论和无线电微波电子学技术发展的基础上被发现的。

1945年首先在顺磁性Mn盐的水溶液中观测到顺磁共振，第二年，又分别用吸收和感应的方法发现了石蜡和水中质子的核磁共振；用波导谐振腔方法发现了Fe、Co和Ni薄片的铁磁共振。

1950年在室温附近观测到固体Cr2O3的反铁磁共振。

1953年在半导体硅和锗中观测到电子和空穴的回旋共振。

1953年和1955年先后从理论上预言和实验上观测到亚铁磁共振。

随后又发现了磁有序系统中高次模式的静磁型共振(1957)和自旋波共振(1958)。