連續(xù)波NMR實(shí)驗(yàn)測(cè)磁場(chǎng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠萌c(diǎn)共振法測(cè)磁鐵磁場(chǎng)和掃描磁場(chǎng)的大小實(shí)驗(yàn)原理發(fā)生磁共振的條件為gyB(1)本次連續(xù)波核磁共振實(shí)驗(yàn)我們采用掃場(chǎng)法，讓射頻場(chǎng)頻率不變，改變磁場(chǎng)。在Z方向上加兩個(gè)磁場(chǎng)，一個(gè)是永久磁鐵的固定磁場(chǎng)Bo,另一個(gè)是掃描線圈產(chǎn)生的周期性變化的掃描場(chǎng)B,”，則總的場(chǎng)為B=Bo+BmSinsJ⑵圖1共振信號(hào)與輔助線用三點(diǎn)共振法測(cè)磁場(chǎng)，所以需要&為輔助線，則&與B的交點(diǎn)為共振點(diǎn)，產(chǎn)生FID信號(hào)的共振點(diǎn)有谷點(diǎn)、中間點(diǎn)和最高點(diǎn)。?谷點(diǎn)共振中間點(diǎn)共振最局點(diǎn)共振圖2共振點(diǎn)為谷點(diǎn)圖3共振點(diǎn)為中間點(diǎn)圖4共振點(diǎn)為最高點(diǎn)由此可得到共振信號(hào)與射頻頻率的關(guān)系:根據(jù)(3)(4)(5)式，得到根據(jù)(3)(4)(5)式，得到Bml=2勿(y2"Vi)Bo=_2勿(v3-v2)Dm2(3)(4)(5)(6)(7)(8)測(cè)量不同掃描電壓卜?的三個(gè)共振頻率，進(jìn)而計(jì)算出對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)Bo和B,”。三、實(shí)驗(yàn)裝置圖5NMR實(shí)驗(yàn)裝置框圖本次實(shí)驗(yàn)樣品是CuSO,溶液(溶液中有銅離子對(duì)氫原子核有強(qiáng)烈的擾動(dòng)，能增強(qiáng)FID信號(hào))，溶液中樣品探頭放置在永久磁鐵磁場(chǎng)中。給掃場(chǎng)線圈加上一定射頻電流后，產(chǎn)生了掃描磁場(chǎng)，來(lái)進(jìn)行核磁共振掃描。傳到示波器顯示波形，在頻率計(jì)顯示射頻頻率。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟頻率調(diào)制20兆赫茲左右，調(diào)出FID信號(hào)；調(diào)整樣品位置，找到磁場(chǎng)均勻性好的地方即屏幕上出現(xiàn)三個(gè)相似的波形；調(diào)節(jié)掃描電壓，用數(shù)字電壓表讀數(shù)，掃描電壓從0.3V開(kāi)始測(cè)量，讀完電壓值馬上關(guān)掉數(shù)字表，節(jié)省電量：調(diào)節(jié)頻率，幅度調(diào)節(jié)，觀察到3個(gè)波形間距相等，信號(hào)均勻分布正好8個(gè)格，讀取并記錄此時(shí)(共振點(diǎn)為中間點(diǎn))對(duì)應(yīng)的共振頻率比；減小頻率，使前兩個(gè)波靠近至將要消失之際，讀取并記錄此時(shí)(共振點(diǎn)為谷點(diǎn))對(duì)應(yīng)的頻率增大頻率，使后兩個(gè)波靠近至將要消失之際，讀取并記錄此時(shí)(共振點(diǎn)為最高點(diǎn))對(duì)應(yīng)的頻率V3；改變掃描電壓，依次測(cè)0.4V、0.5V、0.6V、0.7V、0.8V、0.9V、1V下的巧、仍、v3,記入表lo五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1三點(diǎn)共振法測(cè)量磁場(chǎng)V：(A///7)(MHz)vs(MHz)Bo(DCD(T)0320.896520.902720.90890.490941.45618E-41.45618E-40.40120.894820.902720.91080.490941.85546E-41.90243E-40.520.892420.902520.91280.490932.37217E-42.41914E-40.59720.890620.902420.91440.490932.77144E-42.81841E-40.70720.888720.902420.91640.490933.21769E-43.28815E-40.80620.886420.902320.91840.490933.7344E-43.78137E-40.90220.884320.902220.92030.490934.20413E-44.25111E-4120.882720.902120.92190.490924.55644E-44.65038E-4六、數(shù)據(jù)處理按式(6)(7)(8)計(jì)算出磁鐵磁場(chǎng)和掃描磁場(chǎng)，記入表1。根據(jù)表1,以?huà)呙桦妷篣為橫圖6掃描磁場(chǎng)與掃描電壓的關(guān)系圖像圖6掃描磁場(chǎng)與掃描電壓的關(guān)系圖像$ss以?huà)呙桦妷骸睘闄M坐標(biāo)、固定磁場(chǎng)B。為縱坐標(biāo)作圖，得到&與[/的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖7o0.490938-■■I_?]0.490936-0.490934-\.0.490932-0.490930-■■、0.490928-■0.490926?.0.490924-■0.490922_._!_._!—■~~I~_I~-_!~?—I~~I020.30.4050.60.70.8091.01.1掃描電壓U（V）圖7固定磁場(chǎng)與掃描電壓的關(guān)系圖像七、數(shù)據(jù)分析掃描磁場(chǎng)隨著掃描電壓的增大大致呈線性上升趨勢(shì)，固定磁場(chǎng)隨掃描電壓增大大致呈下降趨勢(shì)。與8心在實(shí)驗(yàn)中并不是完全相等，誤差主要是人眼觀察產(chǎn)生，在測(cè)止、M、的時(shí)并不是完全精確的。永久磁鐵的磁場(chǎng)與掃描電壓理應(yīng)是沒(méi)有因果變化關(guān)系的，出現(xiàn)固定磁場(chǎng)8。隨掃描電壓變化的假象反映了溫度對(duì)磁鐵的影響。原本磁鐵在實(shí)驗(yàn)室溫度下，基本與外界處于熱平衡狀態(tài)，同學(xué)們進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，室內(nèi)溫度大幅上升，永久磁鐵與外界的熱平衡打破，磁鐵溫度要升高，但由于磁鐵質(zhì)量大，其熱慣性大，所以磁鐵溫度上升的緩慢。在磁鐵溫度緩慢升高過(guò)程中，磁鐵的磁性會(huì)隨著緩慢減弱，就體現(xiàn)在了測(cè)量過(guò)程中固定磁場(chǎng)Bo隨著時(shí)間逐漸減小。八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)是要求數(shù)據(jù)精確度較高的實(shí)驗(yàn)，在測(cè)量三個(gè)共振點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率時(shí)，重復(fù)測(cè)量多次的數(shù)據(jù)在作圖中顯示明顯誤差過(guò)大，經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)在調(diào)節(jié)頻率準(zhǔn)確讓三個(gè)波形對(duì)準(zhǔn)格線時(shí)，仔細(xì)小心的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度調(diào)節(jié)旋鈕，耐心的觀察每個(gè)波形的對(duì)應(yīng)位置，終于使處理后的圖像誤差變得極小。不僅是這一個(gè)實(shí)驗(yàn)要仔細(xì)，以后做每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要細(xì)心耐心認(rèn)真的去做，誤差越小才能越接近真理。同樣