20201213 153611 北京科技大学物理实验核磁共振.docx

核磁共振
实验报告
学院
数理
班级
物理1802
学号
41821051
姓名
郭潇然
同组人 曾庆鸿 实验日期
实验目的与实验仪器
实验目的：
观察核磁共振稳态吸收现象；
了解核磁共振的实验原理、方法和基本实验装置；
掌握用NMR测量磁场强度的方法；
测量的朗德因子。
实验仪器：
FD-CNMR-C 型连续波核磁共振实验仪如图 6 所示，主要包括磁铁、边限振荡器、实验主机、频率计及示波器。
二、实验原理
（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）
与塞曼效应类似，考虑原子核自旋在磁场中附加磁位能，且质子重量和中子质量约为电子质量的1840倍，附加的磁位能远小于电子在磁场中产生的磁位能，光谱再一次发生更精细结构分裂，原子核自旋态描述如下：
自旋角动量的确定：当核中子与质子数均为偶数时，I=0；当核中子与质子数之和均为奇数时，I=；当核中子与质子数均为奇数时，I为正整数；容易知道，后两种情况原子核均能看到NMR现象：
与塞曼效应相似，对于核子自旋附加的磁位能，只需改写核磁单位，引入波尔核磁子，并已知能级跃迁服从的选择定则：
若加入射频场，且射频场满足磁能级差即：
由该式子即可计算出共振时射频率。
经典描述中，可以借助陀螺在重力场进动来类比分析磁矩在磁场的行为。由拉莫尔进动可知道射频场附加条件与量子解释一致即：
实验步骤
（要求与提示：限400字以内）
1. 利用三氯化铁溶液水样测量永久磁铁磁场强度及其共振频率
1）检查实验电路是否接线完整且良好，检查实验仪器完好后，预热一段时间，再将三氯化铁水样插入磁隙中。
2）将磁场扫描电源的“幅度调节”旋钮 逆时针调节 最小，然后再顺时针旋转一圈左右，这样可以保证共振信号最大。再调节边限振荡器，通过先粗调再细调逐步逼近共振范围，最终调节至共振信号最大且信号等宽的状态，即为完全共振信号。
3）误差计算方法：在调至完全共振信号下，保证扫场幅度不变，调节频率，使共振先后发生在扫场波峰或谷底，在此过程将会观测到等间距的共振信号，相邻的波峰靠拢合成一个封，记录扫场波峰和波谷的发生作用时共振频率差，。
2. 将样品替换为聚四氟乙烯，方法与1相似，记录氟核共振频率及误差。
四、数据处理
（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）
，*10-5，说明得到的测量值相当可靠。
五、分析讨论
（提示：分析讨论不少于400字）
将所得氟核的朗德因子与实际值进行比较：
，结合公式可计算出氟核标准的朗德因子为：，而我们实际测量得到的gN=，=%的差距，测量值与标准值几乎一致；
实验中我们不仅测量了掺有三氯化铁水样品的共振频率，还测量了许多其掺有其