可能为负。 原子核的磁矩可以指向任意方向，如无外界作用，它们的指向没有限制.核磁共振测 量的第一步是通过安置一块大型磁铁来形成一个强磁场，然后将原子置于其中，这将使原 子核按一定方式重新排列. 设外界静磁场B为Z方向，当磁矩不为零的原子核处在外界静磁场B中时，与外磁场 发生作用，核自旋磁矩在Z方向的分量为 he 4=3P:=gm M=gmHy (4) 式中4，称为核磁子，常用作度量核磁矩大小的单位.我们引入核磁矩与自旋角动量之比 Y=4/P 5) 相应地有： uz=yPz =y mh (6) 2.能级分裂与共振跃迁 在外磁场B中，原子核的磁矩与其作用能为 E=-μ·B=-42B=-yP2B=-ymhB (7) 因m只能取(21+1)个值，从而原来简 m=-1/2 并的同一能级分裂成(21+1)个能级.因子 能级的能量与量子数m有关，所以m又称 为磁量子数，能量间隔为：△E=yB.对 m=1/2 质子，I=1/2,因此m只取m=1/2和m= B=0 B≠0 -12,其能级变化如图1所示. 如果在与B垂直的平面上加一个高频 磁场，当磁场的频率满足hv=△E时，就会 图1在外磁场下，核磁矩能级分裂(1=12) 引起原子核在上下能级之间的跃迁.这种跃迁称为共振跃迁.当发生共振跃迁时有 △E=hv=ho=yB (8) 因此有 Y=@/B (9) 这是一个可测量的物理量，其意义是在共振时，单位磁感应强度下的共振频率.对于 裸露的质子，共振频率f=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，这种差别称为化学位移.这在化学领域中有 着重要的应用.这个高频磁场通常由一个绕在原子核样品外的线圈产生，线圈由信号源驱2 可能为负． 原子核的磁矩可以指向任意方向，如无外界作用，它们的指向没有限制．核磁共振测 量的第一步是通过安置一块大型磁铁来形成一个强磁场，然后将原子置于其中，这将使原 子核按一定方式重新排列． 设外界静磁场 B 为 Z 方向，当磁矩不为零的原子核处在外界静磁场 B 中时，与外磁场 发生作用，核自旋磁矩在 Z 方向的分量为 z z N gm M e P gm M e m = g = = m 2 2  （4） 式中m N 称为核磁子，常用作度量核磁矩大小的单位．我们引入核磁矩与自旋角动量之比g g = m / P （5） 相应地有： P m Z Z m = g = g （6） 2．能级分裂与共振跃迁 在外磁场 B 中，原子核的磁矩与其作用能为 E = -μ× B =- m Z B = -g PZ B = -g mB （7） 因 m 只能取（2I +1）个值，从而原来简 并的同一能级分裂成（2I +1）个能级．因子 能级的能量与量子数 m 有关，所以 m 又称 为磁量子数，能量间隔为：ΔE = g B ．对 质子，I = 1/2，因此 m 只取 m = 1/2 和 m = -1/2，其能级变化如图 1 所示． 如果在与 B 垂直的平面上加一个高频 磁场，当磁场的频率满足 hn =ΔE 时，就会 引起原子核在上下能级之间的跃迁．这种跃迁称为共振跃迁．当发生共振跃迁时有 ΔE = hn = w = g B （8） 因此有 g =w / B （9） 这是一个可测量的物理量，其意义是在共振时，单位磁感应强度下的共振频率．对于 裸露的质子，共振频率 f = 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，这种差别称为化学位移．这在化学领域中有 着重要的应用．这个高频磁场通常由一个绕在原子核样品外的线圈产生，线圈由信号源驱 图 1 在外磁场下，核磁矩能级分裂（I = 1/2）