文章來自公眾號“nmrmri”
核磁共振成像分析技術
只有磁性原子核才有核磁共振現象,磁性原子核的自旋角動量不為零。
下面來了解一下磁性原子核。
核自旋角動量
原子核的磁性起源於原子核的磁矩。而原子核的磁矩又起源於原子核的自旋角動量。
原子核由質子和中子組成,質子和中子可統稱為核子,都有自旋角動量。
在微觀世界,自旋和質量一樣,是所有微觀粒子的基本屬性。質子、中子的自旋量子數都為1/2。在原子核中,質子和中子都有自旋運動和軌道運動,原子核自旋角動量等於組成它的所有原子核的角動量的矢量和。
由於核子角動量通常成對抵消,核自旋角動量通常體現為不成對的核子角動量的疊加。
磁性原子核
原子核的角動量是量子化的,表達式 為
h 為普蘭克常數。
I為原子核的自旋量子數,只能取整數或半整數;
這裡的I分三種情況討論,先看下圖原子核的表示方法:
1、當原子核質量數A為奇數時,I取半整數,比如 I=1/2。幾種代表性的原子核有:H1,C13,N15,...
2、當原子核質量數A為偶數,並且質子數Z為奇數時,I取整數 ,比如 I=1。幾種代表性的原子核有:H2,N14,Li8,...
3、當原子核質量數A和質子數Z都為偶數時,I=0。這種核被稱為偶-偶核,自旋角動量為零。幾種代表性的原子核有:He2,C12,O16,...
自旋量子數I不等於零的原子核,就是磁性原子核,可以發生核磁共振現象。
自旋量子數I等於零的原子核,是非磁性原子核,沒有核磁共振現象。但是這類原子核一定存在非零磁矩的同位素核,比如C12 ---C13。
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