实验八核磁共振(NMR)实验 核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance),是指具有磁矩的原子核在静磁场中，受到 电磁波的激发而产生的共振跃迁现象. 1945年12月，美国哈佛大学珀塞尔(E.M.Purcell)等人，首先观察到石腊样品中质 子（即氢原子核）的核磁共振吸收信号.1946年1月，美国史丹福大学布珞赫(F.Bloch) 研究小组住在水样品中也观察到质子的核磁共振信号.两人由于这项成就，获得1952年诺 贝尔物理奖。核磁共振的相关技术仍在不断发展之中，其应用范围也在不断扩大，希望通 过本实验能使同学能了解其基本原理和实验方法， 【实验目的】 1.了解核磁共振基本原理： 2.观察核磁共振稳态吸收信号及尾波信号： 3.用核磁共振法校准恒定磁场B: 4.测量g因子 【实验原理】 1.核磁矩及其排列 N 核磁共振理论的严格描述必须用到量子力学，但也可以用 比较容易接受的经典物理模型进行描述。 许多原子核（并非全部）可被看成为很小的条形磁铁，有 磁北极和磁南极。原子核以南北磁极连线为轴，以恒定速率 旋转，所以这些原子核具有不为零的角动量P和磁矩，简称 图1原子核的磁矩 核磁矩. 图2没有外磁场时 图3与外磁场作用时 通常，原子核的磁极可以指向任意方向，如无外界干扰，它们的指向是没有限制的.一 般我们面对的总是数量巨大的原子核群，它们磁矩的矢量平均值为零，即宏观上对外表现 没有磁矩.但是当把这些原子核群放在外部磁场中时，原子核的磁矩要与外磁场相互作用， 最终的结果是原子核群合成的宏观磁矩“不为零，并与外磁场保持平行.简单的，可以看 成是原子核的排列与外磁场平行. 2.经典物理的矢量模型—一拉莫尔进动 -30-
- 30 - 实验八 核磁共振(NMR)实验 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance），是指具有磁矩的原子核在静磁场中，受到 电磁波的激发而产生的共振跃迁现象． 1945 年 12 月，美国哈佛大学珀塞尔（E. M. Purcell）等人，首先观察到石腊样品中质 子（即氢原子核）的核磁共振吸收信号．1946 年 1 月，美国史丹福大学布珞赫（F. Bloch） 研究小组住在水样品中也观察到质子的核磁共振信号．两人由于这项成就，获得 1952 年诺 贝尔物理奖．核磁共振的相关技术仍在不断发展之中，其应用范围也在不断扩大，希望通 过本实验能使同学能了解其基本原理和实验方法． 【实验目的】 1．了解核磁共振基本原理； 2．观察核磁共振稳态吸收信号及尾波信号； 3．用核磁共振法校准恒定磁场 B0； 4．测量 g 因子． 【实验原理】 1．核磁矩及其排列 核磁共振理论的严格描述必须用到量子力学，但也可以用 比较容易接受的经典物理模型进行描述． 许多原子核（并非全部）可被看成为很小的条形磁铁，有 磁北极和磁南极。 原子核以南北磁极连线为轴，以恒定速率 旋转，所以这些原子核具有不为零的角动量 P 和磁矩，简称 核磁矩． 通常，原子核的磁极可以指向任意方向，如无外界干扰，它们的指向是没有限制的．一 般我们面对的总是数量巨大的原子核群，它们磁矩的矢量平均值为零，即宏观上对外表现 没有磁矩．但是当把这些原子核群放在外部磁场中时，原子核的磁矩要与外磁场相互作用， 最终的结果是原子核群合成的宏观磁矩m 不为零，并与外磁场保持平行．简单的，可以看 成是原子核的排列与外磁场平行． 2．经典物理的矢量模型——拉莫尔进动 图 1 原子核的磁矩 图 2 没有外磁场时 图 3 与外磁场作用时
在牛顿力学中，一个有一定质量的高速旋转的物体受到重力作用时，当自转轴不与重 力平行时，就会产生进动.自然，由于核磁矩与外磁场的相互作用，原子核也会产生进动。 如图1所示。由角动量定理可知，其力矩为 i=ixB= (1) dt 这个力矩L迫使角动量P的方向发生改变，围绕外 磁场B的方向旋转。磁矩4的方向和自旋角动量L平行， 大小成比例，关系为4=yP,所以得到磁矩μ的进动关 系： d=×B (2) dt 其中y称为旋磁比.上式的矢量关系可用图4表示.进 动的角频率o。为： 图4拉莫尔进动 0=B (3) 4与外外磁场B的作用能为： E=-i·B=-Bcos0 (4) 3.共振 如果这时在xy平面中加一个旋转磁场B1（见图5)，当B,的角频率o与进动的角频率 相等时，磁矩μ当与B,相对静止，那么会使磁矩μ再绕B1产生进动，结果使夹角增大， 说明原子核吸收能量，势能增加.所以要使原子核产生 共振，其条件为： 0=00=B (5) y的大小与原子核的性质有关，这是一个可测量的 物理量，其意义是单位磁感应强度下的共振频率.对于 裸露的质子，y2π=42.577469MHzT.但在原子或分 子中，由于原子核受附近电子轨道的影响使核所处的磁 场发生变化，导致在完全相同的外磁场下，不同化学结 构的核磁共振频率不同.y2π值将略有差别，这种差别 是研究化学结构的重要信息，称为化学位移。 图5共振时山的运动状态 由量子力学的处理可得到旋磁比y与g因子的关系： -31-
- 31 - 在牛顿力学中，一个有一定质量的高速旋转的物体受到重力作用时，当自转轴不与重 力平行时，就会产生进动．自然，由于核磁矩与外磁场的相互作用，原子核也会产生进动。 如图 1 所示。由角动量定理可知，其力矩为 dt dp L B = m ´ = （1） 这个力矩 L 迫使角动量 P 的方向发生改变，围绕外 磁场 B 的方向旋转。磁矩m 的方向和自旋角动量 L 平行， 大小成比例，关系为m ＝g P，所以得到磁矩m 的进动关 系： B dt d m g m = ´ （2） 其中g 称为旋磁比．上式的矢量关系可用图 4 表示．进 动的角频率w０为： w0 = gB （3） m 与外外磁场 B 的作用能为： E = -m × B = -mBcosq （4） 3．共振 如果这时在 x-y 平面中加一个旋转磁场 B1（见图 5），当 B1 的角频率w 与进动的角频率 相等时，磁矩m 当与 B1 相对静止，那么会使磁矩m 再绕 B1 产生进动，结果使夹角q增大， 说明原子核吸收能量，势能增加．所以要使原子核产生 共振，其条件为： w = w0 = gB （5） g 的大小与原子核的性质有关，这是一个可测量的 物理量，其意义是单位磁感应强度下的共振频率．对于 裸露的质子，g /2π = 42.577469 MHz /T．但在原子或分 子中，由于原子核受附近电子轨道的影响使核所处的磁 场发生变化，导致在完全相同的外磁场下，不同化学结 构的核磁共振频率不同．g /2π值将略有差别，这种差别 是研究化学结构的重要信息，称为化学位移． 由量子力学的处理可得到旋磁比g 与g因子的关系： 图 4 拉莫尔进动 B x y z 图 5 共振时m 的运动状态
y-g4= e (6) h 2mp 式中μw=eh/2m,称为核磁子，常用作度量核磁矩大小的单位.它是玻尔磁子4g=eh/2m。 的11836，m,是质子质量，m。是电子质量，方=h/2π，h为普朗克常数 g是一个无量纲的量，称“核g因子”，又称朗德因子.数值取决于原子核的结构，不 同的原子核，g的数值是不同的. 对于核磁共振，在量子力学中的解释是，核磁矩与外磁场的作用造成能级分裂，当加 上一个与能级间隔对应的交变磁场时，将产生共振跃迁，粒子从交变磁场中吸取能量。其 关系是： △E=h=ho=yhB (7) 4.共振信号 要产生一个旋转磁场是比较复杂的，实际上 仅用一个直的螺线管线圈就能产生所需的共振 磁场，如图6所示.尽管这样的线圈只能产生线 偏振的磁场，至于为什么也能够产生共振？请同 学们自己分析. 从原理上说，有了外部的静磁场B和合适 样品 的共振磁场B1,就己经产生共振了，但是如何 才能观察到共振信号，这里还要做技术上的处 ⊙ 理， 为了能够在示波器上观察到稳定的共振信 图6产生共振磁场的方法 号，必须使共振信号连续重复出现.为此，可以固定共振磁场的频率，在共振点附近连续 反复改变静磁场的场强，使其扫过共振点，这种方法称为扫场法.这种方法需要在平行于 静磁场的方向上迭加一个较弱的交变磁场，简称扫场.在连续改变时，要求场强缓慢地通 过共振点，这个缓慢是相对原子核的驰豫时间而言的. 仔细地研究一下图7对如何能顺利地操作实验是很有好处的.图7给出了扫场频率为 50Hz时，外磁场随时间的变化及相应的共振信号的关系.从图中可知道，静磁场场强的变 化范围是B=B。±B,要注意，实际扫场的振幅是很小的，在本实验中B/B。≈102~104.可 能发生共振的频率范围应落在B。士B'之间，所以有一个捕捉范围.必须先要改变共振磁场 B1的频率，使∫进入捕捉范围，这时就能在示波器上观察到共振信号.这时的共振信号 的间隔很可能是不等的，比如图7所示，其共振信号发生在虚线a与b的相交处，这时场 强B是难以确定的.如果继续调整频率∫，使得共振信号的排列等间距，即共振点在扫场的 过零处，即图7中的虚线b.那么扫场就不参与共振，从而可确定固定磁场B的大小. -32-
- 32 - mp e g g 2 N = = m g （6） 式中 N mp m = e / 2 称为核磁子，常用作度量核磁矩大小的单位．它是玻尔磁子 B me m = e / 2 的 1/1836，mp 是质子质量，me 是电子质量， = h / 2p ，h 为普朗克常数． g 是一个无量纲的量，称“核 g 因子”，又称朗德因子．数值取决于原子核的结构，不 同的原子核，g 的数值是不同的． 对于核磁共振，在量子力学中的解释是，核磁矩与外磁场的作用造成能级分裂，当加 上一个与能级间隔对应的交变磁场时，将产生共振跃迁，粒子从交变磁场中吸取能量。其 关系是： ΔE = hn = w = g B （7） 4．共振信号 要产生一个旋转磁场是比较复杂的，实际上 仅用一个直的螺线管线圈就能产生所需的共振 磁场，如图 6 所示．尽管这样的线圈只能产生线 偏振的磁场，至于为什么也能够产生共振？请同 学们自己分析． 从原理上说，有了外部的静磁场 B 和合适 的共振磁场 B1，就已经产生共振了，但是如何 才能观察到共振信号，这里还要做技术上的处 理． 为了能够在示波器上观察到稳定的共振信 号，必须使共振信号连续重复出现．为此，可以固定共振磁场的频率，在共振点附近连续 反复改变静磁场的场强，使其扫过共振点，这种方法称为扫场法．这种方法需要在平行于 静磁场的方向上迭加一个较弱的交变磁场，简称扫场．在连续改变时，要求场强缓慢地通 过共振点，这个缓慢是相对原子核的驰豫时间而言的． 仔细地研究一下图 7 对如何能顺利地操作实验是很有好处的．图 7 给出了扫场频率为 50Hz 时，外磁场随时间的变化及相应的共振信号的关系．从图中可知道，静磁场场强的变 化范围是 ' B =B0±B ，要注意，实际扫场的振幅是很小的，在本实验中 2 4 '/ 0 10 ~ 10 - - B B » ．可 能发生共振的频率范围应落在 B ± B¢ 0 之间，所以有一个捕捉范围．必须先要改变共振磁场 B1 的频率 f，使 f 进入捕捉范围，这时就能在示波器上观察到共振信号．这时的共振信号 的间隔很可能是不等的，比如图 7 所示，其共振信号发生在虚线 a 与 b 的相交处，这时场 强 B 是难以确定的．如果继续调整频率 f，使得共振信号的排列等间距，即共振点在扫场的 过零处，即图 7 中的虚线 b．那么扫场就不参与共振，从而可确定固定磁场 B0 的大小． 图 6 产生共振磁场的方法
B B=B。+B'cosot B=2m 2 b -20ms* 图7扫场、静磁场与共振信号的关系 本实验的扫场参数是频率为50Hz、幅度为105~103T.,对固体样品聚四氟乙烯来说， 这是一个变化很缓慢的磁场.其吸收信号如图8()所示.而对液态水样品来说却是一个 变化较快的磁场，其观察到的不再是单纯的吸收信号，将会产生拖尾现象，如图8(b)所 示.磁场越均匀，尾波中振荡次数越多 需要指出的是，上面所说的是连续法.这种方法会导致频率分辨率下降，而且不能测 量驰豫时间，所以在实际应用中基本不用，但这并不影响对核磁共振原理的理解。另外 种探测方法是脉冲法，这种方法分辨率高，能测量驰豫时间，所以广泛应用于物理、化学、 生物等领域. (a)聚四氟乙烯 (b)水 图8不同样品的共振信号 5.探测器 探头由样品盒和电路盒组成，样品呈柱状，产生高频磁场的线圈绕在外边.线圈绕轴 垂直于永久磁铁.这个线圈是自激振荡回路的一部分，它既作发射线圈，也作接收线圈.其 原理如下： 一般说，我们希望振荡器工作稳定，不受外界条件变化的影响。但在这里，我们希望 -33
- 33 - g pv B 2 = B B B t = O + 'cosw 图 7 扫场、静磁场与共振信号的关系 本实验的扫场参数是频率为 50 Hz、幅度为 10-5～10-3 T．，对固体样品聚四氟乙烯来说， 这是一个变化很缓慢的磁场．其吸收信号如图 8（a）所示．而对液态水样品来说却是一个 变化较快的磁场，其观察到的不再是单纯的吸收信号，将会产生拖尾现象，如图 8（b）所 示．磁场越均匀，尾波中振荡次数越多． 需要指出的是，上面所说的是连续法．这种方法会导致频率分辨率下降，而且不能测 量驰豫时间，所以在实际应用中基本不用，但这并不影响对核磁共振原理的理解．另外一 种探测方法是脉冲法，这种方法分辨率高，能测量驰豫时间，所以广泛应用于物理、化学、 生物等领域． 5．探测器 探头由样品盒和电路盒组成，样品呈柱状，产生高频磁场的线圈绕在外边．线圈绕轴 垂直于永久磁铁．这个线圈是自激振荡回路的一部分，它既作发射线圈，也作接收线圈．其 原理如下： 一般说，我们希望振荡器工作稳定，不受外界条件变化的影响。但在这里，我们希望 （a）聚四氟乙烯 （b）水 图 8 不同样品的共振信号
振荡器对外界的变化敏感，可探知样品的状态变化.所以，电路盒中的振荡器不是工作在 稳幅振荡状态，而是工作在刚刚起振的边缘状态，因此又称为边限振荡器.它的特点是电 路参数的任何变化都会引起振荡幅度的明显变化.当发生共振时，样品要吸收磁场能量， 导致线圈的品质因数Q值下降.Q值的下降，引起振荡幅度的变化.检出振荡波形的包络 线，这个变化就是共振信号，经放大后就可送到示波器观察. 【实验仪器】 1.实验装置 实验装置见图9，它由永久磁铁、扫场线圈、探头（含电路盒和样品盒）、数字频率计、 示波器、可调变压器和220V6V变压器组成.其作用如下： 5 3 6 1. 永久磁铁 2 扫场线圈 3. 电路盒 4.振荡线圈及样品 5. 数字频率计 6.示波器 7. 可调示波器 220V AC 8.6V变压器 图9。简易核磁共振仪 2.永久磁铁：对永久磁铁要求有强的磁场和足够大的匀场区，本实验用的磁场强度约 为0.5T,中心区(5mm3)均匀性优于10 3.扫场线圈：产生一个可变幅度的扫场. 4.探头（含电路盒和样品盒）：有两个探头，一个是掺有三氯化铁的水样品，一个是 固体样品聚四氟乙烯 5.可调变压器和220V6V变压器：用来调节扫场线圈的电流，220V6V还有隔离作 用 【实验内容】 1.记录下仪器的编号和样品盒的编号.本实验的静磁场场强均在0.57T左右，所以水 的氢核共振频率在24MHz一25MHz左右. 接好线路后，调整扫场，共振频率，幅度和示波器参数，观察水的氢核和氟核样品的 核磁共振信号，使之达到幅度最大和稳定，记录调整好后的参数（频率，最大振幅，调整 旋钮的位置)和波形.绘制一张包含两个样品波形的图并把编号及调整好后的参数也记录 在上面.这一内容应该结合后面的实验内容一起做 2.标定样品所处位置的磁场强度B。 将样品盒放在永久磁铁的中心区.观察掺有三氯化铁的水中质子的磁共振信号，测出 -34-
- 34 - 振荡器对外界的变化敏感，可探知样品的状态变化．所以，电路盒中的振荡器不是工作在 稳幅振荡状态，而是工作在刚刚起振的边缘状态，因此又称为边限振荡器．它的特点是电 路参数的任何变化都会引起振荡幅度的明显变化．当发生共振时，样品要吸收磁场能量， 导致线圈的品质因数 Q 值下降．Q 值的下降，引起振荡幅度的变化．检出振荡波形的包络 线，这个变化就是共振信号，经放大后就可送到示波器观察． 【实验仪器】 1．实验装置 实验装置见图 9，它由永久磁铁、扫场线圈、探头（含电路盒和样品盒）、数字频率计、 示波器、可调变压器和 220 V/6 V 变压器组成．其作用如下： 图 9 简易核磁共振仪 2．永久磁铁：对永久磁铁要求有强的磁场和足够大的匀场区，本实验用的磁场强度约 为 0.5 T，中心区（5 mm 3）均匀性优于 10-5． 3．扫场线圈：产生一个可变幅度的扫场． 4．探头（含电路盒和样品盒）：有两个探头，一个是掺有三氯化铁的水样品，一个是 固体样品聚四氟乙烯． 5．可调变压器和 220 V/6 V 变压器：用来调节扫场线圈的电流，220 V/6 V 还有隔离作 用． 【实验内容】 1．记录下仪器的编号和样品盒的编号．本实验的静磁场场强均在 0.57T 左右，所以水 的氢核共振频率在 24 MHz－25 MHz 左右． 接好线路后，调整扫场，共振频率，幅度和示波器参数，观察水的氢核和氟核样品的 核磁共振信号，使之达到幅度最大和稳定，记录调整好后的参数（频率，最大振幅，调整 旋钮的位置）和波形．绘制一张包含两个样品波形的图并把编号及调整好后的参数也记录 在上面．这一内容应该结合后面的实验内容一起做． 2．标定样品所处位置的磁场强度 B0 将样品盒放在永久磁铁的中心区．观察掺有三氯化铁的水中质子的磁共振信号，测出
样品在永久磁铁中心时质子的共振频率v.对于温度为25℃球形容器中水样品的质子，旋 磁比为：y2π=42.576375MHz/T,从而由公式：2πv=yB计算样品所处位置的磁场强 度Bo.由图7可知，外加总磁场为 B=B。+B'cos wt (8) 这里的B'是扫场的幅度，⊙是扫场的圆频率.为了加宽捕捉范围，在开始调试时，可以把 扫场的幅度加大，这样便于共振频率的寻找.因为我们要确定的磁场是Bo,因此必须让共 振点发生在扫场过零处，即图7中扫场与线b的交点上.易知，这时的共振信号为等分间 隔，且间隔为10mS. 在示波器上严格地分辨等分间隔是不容易的，这里提出一个方法，从图7可以看出， 当共振点不在扫场过零处时，改变扫场幅度会导致共振信号成对的靠近或分开.只有当共 振点恰巧在扫场过零处时，不论扫场幅度加大或减小，共振信号都不会移动.所以可以在 共振信号大致等间隔后用这种方法细调. 对于计算B的测量误差，我们可以用两边夹的方法来确定.从图7可知，共振频率的 上下限由扫场的振幅决定，所以在能分辨共振信号的前提下，我们尽量减小振幅.调整共 振频率，使共振信号两两合并，为20s等间隔.然后测出共振频率的上下限v1和v2,由 式(9)可计算扫场振幅 B'=-2)/2 (9) y/2π 实际上，共振信号等间隔排列的判断误差一般不超过10%，因此△B,可取上式的1/10，即 B △B= (10) 10 从而有 B。=测量值±估计误差 (11) 3.求氟核1℉的旋磁比yr和朗德因子g 观察并记录固态聚四氟乙稀样品中氟核的磁共振信号，测出样品处在与水样品相同磁 场位置时的氟核的共振频率.因已测得Bo,所以由以上公式可算得氟核的旋磁比yF 由旋磁比定义：y=g2，可计算出氯核的8因子.这里少，是枝磁子 4、=3.1524515×1014MeVT;h是普朗克常数，4/h=7.6225914MHz/T.相对误差为 -35-
- 35 - 样品在永久磁铁中心时质子的共振频率 v．对于温度为 25 ℃球形容器中水样品的质子，旋 磁比为：g /2π = 42.576375 MHz/T，从而由公式：2πv = g B 计算样品所处位置的磁场强 度 B0．由图 7 可知，外加总磁场为 B B B coswt 0 = + ¢ （8） 这里的 B¢ 是扫场的幅度，w是扫场的圆频率．为了加宽捕捉范围，在开始调试时，可以把 扫场的幅度加大，这样便于共振频率的寻找．因为我们要确定的磁场是 B0，因此必须让共 振点发生在扫场过零处，即图 7 中扫场与线 b 的交点上．易知，这时的共振信号为等分间 隔，且间隔为 10 mS． 在示波器上严格地分辨等分间隔是不容易的，这里提出一个方法，从图 7 可以看出， 当共振点不在扫场过零处时，改变扫场幅度会导致共振信号成对的靠近或分开．只有当共 振点恰巧在扫场过零处时，不论扫场幅度加大或减小，共振信号都不会移动．所以可以在 共振信号大致等间隔后用这种方法细调． 对于计算 B0的测量误差，我们可以用两边夹的方法来确定．从图 7 可知，共振频率的 上下限由扫场的振幅决定，所以在能分辨共振信号的前提下，我们尽量减小振幅．调整共 振频率，使共振信号两两合并，为 20 ms 等间隔．然后测出共振频率的上下限 v1 和 v2，由 式（9）可计算扫场振幅 ( ) / 2π / 2 1 2 g n -n B¢ = （9） 实际上，共振信号等间隔排列的判断误差一般不超过 10%，因此ΔB0可取上式的 1/10，即 10 Δ B B ¢ = （10） 从而有 B0= 测量值 ± 估计误差 （11） 3．求氟核 19F 的旋磁比g F和朗德因子 g 观察并记录固态聚四氟乙稀样品中氟核的磁共振信号，测出样品处在与水样品相同磁 场位置时的氟核的共振频率．因已测得 B0，所以由以上公式可算得氟核的旋磁比g F． 由旋磁比定义： h g N 2πm g = ，可计算出氟核的 g 因子．这里 m N 是核磁子： m N =3.1524515×10-14 MeV/T；h 是普朗克常数，m N / h = 7.6225914 MHz / T． 相对误差为
(12) 式中△VF的求法与计算B'时类似.B。和△B,利用所测的结果. 【注意事项】 1·由于扫场的信号从市电取出，频率为50Hz.每当50Hz信号过零时，样品所处的 磁场就是恒定磁场B。.所以应先加大扫场信号，让总磁场有较大幅度的变化范围，以利于 找到磁共振信号.然后调整频率. 2.样品在磁场的位置很重要，应保证处在磁场的几何中心，除非有其它要求. 3.调节时要缓慢，否则NMR信号一闪而过 4.请勿打开样品盒. 5.调节扫场幅度的可调变压器的调节范围为0~100V. 【思考题】 1.本实验中有几个磁场？它们的相互方向有什么要求？ 2.在医院的核磁共振成像宣传资料中，常常把拥有强磁场（1-1.5T)作为一个宣传 的亮点.请问，磁场的强弱对探测质量有什么关系吗？为什么？ 【参考文献】 [山吕斯骅，段家低.近代物理实验.北京：北京大学出版社 [2]王金山.核磁共振谱仪.机械工业出版社 [3]杨福家.原子物理学.上海：复旦大学出版社 -36-
- 36 - 2 0 0 2 Δ Δ g Δ ÷ ÷ ø ö ç ç è æ + ÷ ÷ ø ö ç ç è æ = = B g B E F F n n （12） 式中Δn F 的求法与计算 B¢ 时类似． B0 和ΔB0 利用所测的结果． 【注意事项】 １．由于扫场的信号从市电取出，频率为 50 Hz．每当 50 Hz 信号过零时，样品所处的 磁场就是恒定磁场 B0．所以应先加大扫场信号，让总磁场有较大幅度的变化范围，以利于 找到磁共振信号．然后调整频率． 2．样品在磁场的位置很重要，应保证处在磁场的几何中心，除非有其它要求． 3．调节时要缓慢，否则 NMR 信号一闪而过． 4．请勿打开样品盒． 5．调节扫场幅度的可调变压器的调节范围为 0 ～ 100 V． 【思考题】 1．本实验中有几个磁场？它们的相互方向有什么要求？ 2．在医院的核磁共振成像宣传资料中，常常把拥有强磁场（１-1.5 T）作为一个宣传 的亮点．请问，磁场的强弱对探测质量有什么关系吗？为什么？ 【参考文献】 [1] 吕斯骅，段家忯．近代物理实验．北京：北京大学出版社 [2] 王金山．核磁共振谱仪．机械工业出版社 [3] 杨福家．原子物理学．上海：复旦大学出版社