由Larmor方程表明,自旋核的进动频率与外加磁场 强度成正比。当外加磁场强度B。增加时,核的▣旋角 速度增大,其回旋频率也增加。对H核来说,当磁场 强度B,为1.4092T(1T=104)高斯时,所产生的回旋频 率v为60兆赫(Y=26.753×107radT-1.s-1);B, 为2.3487T高斯时,所产生的回旋频率V为100兆赫
由Larmor方程表明,自旋核的进动频率与外加磁场 强度成正比。当外加磁场强度B0 增加时,核的回旋角 速度增大,其回旋频率也增加。对1H核来说,当磁场 强度B0为1.4092T(1T=104)高斯时,所产生的回旋频 率v为60兆赫(γ =26. 753×107 rad·T −1·s −1);B0 为2.3487T高斯时,所产生的回旋频率v为100兆赫
5.24核跃迁与电磁辐射(核磁共振) 已知核从低能级自旋态向高能态跃迁时,需要一定能 量,通常,这个能量可由照射体系用的电磁辐射来供给。 如果用一频率为V射的电磁波照射磁场中的H核时,电 磁波的能量为 E射=hV射 (5.6)
5.2.4 核跃迁与电磁辐射(核磁共振) 已知核从低能级自旋态向高能态跃迁时,需要一定能 量,通常,这个能量可由照射体系用的电磁辐射来供给。 如果用一频率为ν射的电磁波照射磁场中的1H核时,电 磁波的能量为 E射 = h v射 (5.6)
当电磁波的频率写该核的回旋频率V回相等时,电磁波 的能量就会被吸收,核的自旋取向就会由低能态跃迁到 高能态,即发生核磁共振。此外E射=△E,所以发生核 磁共振的条件是: △E=h▣=hv射= hy Bo (5.7) 2元 或 V射=▣ Bo (5.8) 2元 可见射频频率与磁场强度B。是成正比的,在进行核磁 共振实验时,所用磁场强度越高,发生核磁共振所需的 射频频率越高
当电磁波的频率与该核的回旋频率ν回相等时,电磁波 的能量就会被吸收,核的自旋取向就会由低能态跃迁到 高能态,即发生核磁共振。此外E射=ΔE,所以发生核 磁共振的条件是: (5.7) 或 (5.8) 可见射频频率与磁场强度B0是成正比的,在进行核磁 共振实验时,所用磁场强度越高,发生核磁共振所需的 射频频率越高。 0 2 B hγ E hv hv = 回 = 射 = 0 2 B γ v v 射 = 回 =
5.25核的自旋弛豫 前面讨论的是单个自旋核在磁场中的行为,而实际测定 中,观察到的是大量自旋核组成的体系。一组H核在 磁场作用下能级被一分为二,如果这些核平均分布在高 低能态,也就是说,由低能态吸收能量跃迁到高能态和 高能态释放出能量回到低能态的速度相等时,就不会有 静吸收,也测不出核磁共振信号。但事实上,在热力学 温度OK时,全部H核都处于低能态(取顺磁方向), 而在常温下,由于热运动使一部分的H核处于高能态 (取反磁方向),在一定温度下处于高低能态的核数会 达到一个热平衡。处于低能态的核和处于高能态的核的 分布,可由玻尔兹曼分配定律算出。例如 B0=1.4092T,T=300K时,则:
5.2.5 核的自旋弛豫 前面讨论的是单个自旋核在磁场中的行为,而实际测定 中,观察到的是大量自旋核组成的体系。一组1H核在 磁场作用下能级被一分为二,如果这些核平均分布在高 低能态,也就是说,由低能态吸收能量跃迁到高能态和 高能态释放出能量回到低能态的速度相等时,就不会有 静吸收,也测不出核磁共振信号。但事实上,在热力学 温度0K时,全部1H核都处于低能态(取顺磁方向), 而在常温下,由于热运动使一部分的1H核处于高能态 (取反磁方向),在一定温度下处于高低能态的核数会 达到一个热平衡。处于低能态的核和处于高能态的核的 分布,可由玻尔兹曼分配定律算出。例如 B0=1.4092T , T=300K时,则:
W+1/2 △E/kT W-1/2 e B127=1.0000099 式中:N+一处于低能态核的数目: N一处于高能态核的数目; △E一高低能态的能量差; K一玻耳兹曼常数: T一热力学温度
式中:N+ — 处于低能态核的数目; N—— 处于高能态核的数目; △E— 高低能态的能量差; K— 玻耳兹曼常数; T—热力学温度。 1.0000099 / / 2 1 / 2 1 / 2 0 = = = − + e e E kT h B T N N