核磁共振现象发生条件（核磁共振现象）

核磁共振现象发生条件（核磁共振现象）需要知道的是，在考虑电磁波的能量时，它必然会有相应的频率v0，在这里你必须记住 v0=光子频率（电磁波）=进动频率（核）。现在考虑一下，如果这时核恰好能够吸收这个△E能量，那它就会产生共振（你可以理解为都转为高能态下的运动了或者都变为m==-1/2的取向）。所以，你为了研究这个核就可以对它做点什么，比如现在就可以给它提供这么多能量让它利用，那就在一定外磁场B0下，用具有一定能量的电磁波照射它，它就会产生刚才解释的共振现象。比如上面图示的情况。若是其它核，进动的情况就不一样了，这里只是拿氢核来说明。上述两种不完全平行的情况对应两种进动取向不同的氢核，必然会有能量（图示的情况应该是左低右高）差△E。但是如果把外加磁场去掉，那氢核就不会产生进动，也就谈不上能量高低的问题，也就是所有氢核的能级都一样（也称为兼并能级）。正如前所述，若有外加磁场那情况就不一样了，肯定会产生一个低能级和一个高能级（也就

前一部分已经说明了核磁共振中关于原子核的自旋问题，下面讨论一下核磁共振现象。

我们已经知道I=1/2的原子核(如H、C、F、P等原子核)会产生自选现象并产生磁场。由于氢（核）是构成有机化合物的主要元素且丰度很高易于分析，故拿氢核来说明核磁共振现象。带正电荷的氢核由于自旋而产生的磁场方向可通过物理中的右手定则判定（如果忘记了那就翻下物理课本吧），这时的氢核可以类似于位于外加磁场中的一个小磁铁棒（为了便于理解就这么认为）。

根据量子力学可知，H核（I=1/2）在外加磁场（B0）中有(2I＋1=2)两种取向：与外磁场平行时能量较低（磁量子数m== 1/2）；与外磁场逆平行时（磁量子数m=-1/2）能量较高。

为什么要把这个能量高低区别开来呢？因为很现实的问题是有些氢核的磁场与外加磁场不可能完全（逆）平行（即自旋轴与B0有一定的角度） 那么外磁场就会产生使它取向于外磁场的方向的这种作用或趋势。它就会产生有点类似于陀螺的运动，陀螺旋转时会产生摇头运动（称为进动或拉莫尔进动）。

比如上面图示的情况。若是其它核，进动的情况就不一样了，这里只是拿氢核来说明。

上述两种不完全平行的情况对应两种进动取向不同的氢核，必然会有能量（图示的情况应该是左低右高）差△E。

但是如果把外加磁场去掉，那氢核就不会产生进动，也就谈不上能量高低的问题，也就是所有氢核的能级都一样（也称为兼并能级）。正如前所述，若有外加磁场那情况就不一样了，肯定会产生一个低能级和一个高能级（也就是能级分裂），两者的能级差与核的性质（比如是H核还是C核）和外加磁场强度有关系。

现在考虑一下，如果这时核恰好能够吸收这个△E能量，那它就会产生共振（你可以理解为都转为高能态下的运动了或者都变为m==-1/2的取向）。所以，你为了研究这个核就可以对它做点什么，比如现在就可以给它提供这么多能量让它利用，那就在一定外磁场B0下，用具有一定能量的电磁波照射它，它就会产生刚才解释的共振现象。

需要知道的是，在考虑电磁波的能量时，它必然会有相应的频率v0，在这里你必须记住 v0=光子频率（电磁波）=进动频率（核）。

现在再来描述一下这个核磁共振如何发生：与外磁场垂直的方向上放一个射频振荡线圈，让它产生射频范围v0的电磁波照到处于磁场中的原子核上，当B0为某一数值时，核进动频率与振荡器所产生的旋转磁场频率相等（也就是刚才上面让你记住的v0=光子频率=进动频率）时，原子核与电磁波就会发生共振。

现在应该明白了，核磁共振现象跟核的性质、外加磁场的强度、电磁波的频率都有关系。

再说明两点吧：

①不同的原子核磁旋比不同，发生共振的条件也不同。如果你要把这些个核都放在相同的磁场中，那他们发生共振时的频率各不相同。说白了， v0、 B0一定时你只能看到特定的核发生共振。

②对特定的原子核，当B0改变时﹐共振频率也随着改变。

例如，氢核1H的磁旋比γ=2.68×108rad/T·s。磁场强度1.409T（特斯拉）时，共振频率为60 MHz，而2.350T时，共振频率为100 MHz。