流水式核磁共振實驗儀
核磁共振(NMR)是指核自旋磁矩在恒定磁場作用下對電磁場輻射能的共振吸收(或激發(fā))現(xiàn)象。自從1945年首次觀察到核磁共振信號以后，核磁共振技術迅速發(fā)展，已滲透到化學、生物、醫(yī)學、地學和計量等學科領域，以及眾多的生產(chǎn)技術部門，成為分析測試中不可缺少的實驗手段。同時核磁共振也成為一項重要的實驗教學內容，幾乎所有的國內外高校都有核磁共振方面的實驗題目。
目前國內高校核磁共振實驗教學儀器有兩種形式，一是固定樣品核磁共振，二是脈沖核磁共振。吉林物理學院物理實驗教學中心研制了另外一種形式的核磁共振實驗儀器—流水式核磁共振實驗儀。該儀器是以固定樣品核磁共振實驗儀為基礎，將測試樣品由硫酸銅或氯化鐵溶液改為流動的純水。為解決弛豫問題，增加了預極化裝置。本儀器一方面可以完成固定樣品核磁共振實驗的教學內容，比如磁場測量等。更重要的是，通過在預極化器和核磁共振裝置之間的水路中增加一個線圈并通以頻率和幅度可調的交變電壓信號，線圈中的交變磁場可以和線圈處的恒磁場又組成一個核磁共振系統(tǒng)(核磁共振1)。水在一次循環(huán)過程中可先后發(fā)生兩次核磁共振，第二次共振(即原固定樣品核磁共振裝置，核磁共振2)的恒磁場比較強，也比較均勻，核磁共振信號比較靈敏。如水在核磁共振1處發(fā)生了一次共振，核磁共振2的核磁共振信號就會發(fā)生顯著的變化，因此可以由核磁共振2的共振信號的變化來確定核磁共振1處是否發(fā)生了共振以及共振的強弱。兩次核磁共振之間存在密切聯(lián)系，因此物理現(xiàn)象更為豐富，通過實驗學習可使學生對核磁共振的物理本質和過程有更為深刻的理解。在應用方面，流水式核磁共振可以測量弱磁場(0.02高斯)和極不均勻磁場。事實上本實驗所測量的磁場是實驗室未經(jīng)任何處理的地磁場。而固定樣品核磁共振實驗中對恒磁場的要求是相對高的，一方面強度一般要大于300Gs，另一方面必須經(jīng)過均勻化處理，如在永磁體表面增加勻場片、調整磁極平行度等。流水式核磁共振實驗儀可測量弱磁場或不均勻磁場，或為弱磁場測量儀器，如高斯計等進行標定。本儀器可開展的教學內容如下：
1，縱向馳豫時間測量;
2，強磁場測量;
3，弱磁場三個分量測量及磁場不均勻度測量;
4，周期性章動效應的觀察與測量。
經(jīng)三年的使用，證明該儀器比較適合近代物理實驗，尤其是研究創(chuàng)新性實驗，教學效果良好。2012年在四川大學舉行的第七屆全國高校物理實驗教學研討會的儀器評比中，本儀器獲得了一等獎，同年又獲得了吉林大學實驗教學一等獎。圍繞該儀器，發(fā)表了2篇教學論文，編寫了實驗講義。
作品名稱：流水式核磁共振實驗儀
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