西安交通大学大学物理仿真实验报告一 ——核磁共振
实验名称：
核磁共振。
实验目的：
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1H和19
F的γ值和g值。
实验仪器：
核磁共振仪，样品（水和聚四氟乙稀），磁铁的实验平台。
实验原理：
核磁共振是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。 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= μ×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= B0，若在XY平面内加一个旋转场B1，其旋转频率为ω0，旋转方向与μ进动方向一致，因而μ也绕B1进动，结果使 角增大，表示粒子从B1中获得能量。 如果实验时外磁场为B0，在该稳恒磁场区域又叠加一个电磁波作用于氢核，如果电磁波的能量hv0恰好等于这时氢核两能级的能量差B0gNµN，即 hv0=B0gNµN ,即有gN =,从而得 gN
e
其中 2mp
µN =5.05*10-27 J·T-1=5.05*10-23 J·G-1，
用扫场法测量时，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有两个峰的共振吸收信号。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，则说明在这个频率下的共振磁场为B0。
实验内容：
（1）观测1H的核磁共振信号。