西安交大物理仿真实验核磁共振.docx
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西安交大物理仿真实验核磁共振
西安交通大学大学
物理仿真实验报告
——核磁共振
姓名：
***
班级：
*
学号：
*
核磁共振
一、实验介绍
1946年伯塞尔用吸收法，布洛赫用感应法几乎同时发现物质的核磁共振现象，核磁共振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。
是物理，化学，生物学研究中一项重要的实验技术，在遗传学，计量科学，石油分析中有重要使用。
本实验的目的是观察核磁共振稳态吸收现象，掌握核磁共振的实验原理和方法，测量
二、实验目的
1、观察核磁共振稳态吸收现象；
2、掌握核磁共振的实验原理和方法；
3、测量1H和19F的γ值和g值。
三、实验原理
核磁共振的经典观点：
从经典力学观点看，具有磁矩μ和角动量P的粒子，在外磁场B0中受到一个力矩L的作用：
L=μ×B0
此力矩使角动量发生变化：
dP/dt=L
故dμ/dt=ϒμ×B0。
若B0是稳恒的且沿Z方向，则上式表示μ绕B0进动，进动频率ω0=ϒB0，若在XY平面内加一个旋转场B1，其旋转频率为ω0，旋转方向和μ进动方向一致，因而μ也绕B1进动，结果使ϴ角增大，表示粒子从B1中获得能量。
核磁共振的方法图像：
本实验采用连续波吸收法，用连续的射频场
作用到核系统上，由于共振使射频振荡线圈中负载发生变化，从而观察到核对频率的响应信号。
同时使用扫声法观察共振信号，在稳恒磁场
迭加一交变低频调制磁场B=
，使实际磁场为
当
的变化使
扫过ω所对应的共振磁场B=ω/
时，则发生共振，当
=B=2π
/γ时，为等间距信号，此时可记录数据。
则可算得γ和g因子。
实验同时可观察内扫和外扫现象。
四、实验内容
（1）观测1H的核磁共振信号。
样品用纯水，先找出共振信号，再分别改变的大小，观察共振信号位置，形状变化。
（2）观测1H和ϒN，gN
分别记录下六组不同磁铁间矩d时所对应的以及相应的共振频率ν，再计算ϒN，gN
（3）测量19F样品用聚四氟乙稀，分别记录下三组不同磁铁间矩d时所对应的以及相应的共振频率ν，再计算ϒN，gN
五、实验仪器
NMR实验装置图：
核磁共振仪：
磁铁的实验平台：
样品：
六、实验过程及原始数据
1、内扫法—纯水
测量六组数据，得到如下表格：
项目
d/mm
v/kHz
B/*104T
11.55
12762
3296
11.20
13077
3356
10.99
13169
3392
10.73
13321
3436
10.35
13697
3500
10.07
13843
3548
2、外扫法—纯水
测量六组数据，得到如下表格：
项目
d/mm
v/kHz
B/*104T
10.42
13949
3489
10.76
13807
3431
11.09
13503
3375
11.25
13377
3348
11.69
13067
3273
11.81
13012
3252
再测19F的g和Y
3、内扫法--聚四氟乙烯
测量三组数据，得到如下表格：
项目
d/mm
v/kHz
B/*104T
11.32
13340
3336
11.06
13980
3380
10.32
13519
3453
4、外扫法—聚四氟乙烯
测量三组数据，得到如下表格：
项目
d/mm
v/kHz
B/*104T
10.63
14357
3453
10.93
14129
3402
11.25
13962
3348
七、数据处理
1.测量1H的γ因子和g因子
将实验数据代入原理中所述公式，得到
0.00356
g=5.175
相对误差e=0.00356/5.175*100%=0.07%
所以
g=5.175±0.00356
γ=（2.281±0.00203）×108（s−1∙T−1）
2.测量19F的γ因子和g因子
将实验数据代入原理中所述公式，得到
g=5.237
0.00285
相对误差e=0.00285/5.237*100%=0.05%
所以
g=5.237±0.00285
γ=（2.314±0.00185）×108（s−1∙T−1）
八、实验结论
1、实验测得
1H的γ因子和g因子为：
g=5.175±0.00356
γ=（2.281±0.00203）×108（s−1∙T−1）
2、实验测得
19F的γ因子和g因子为：
g=5.237±0.00285
γ=（2.314±0.00185）×108（s−1∙T−1）
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