核磁共振信號(hào)的產(chǎn)生

物質(zhì)由原子構(gòu)成，質(zhì)子是原子核內(nèi)的主要微粒,，核磁信號(hào)就是來(lái)源于質(zhì)子,。以氫質(zhì)子為例，由于其帶有正電荷,，且自身高速旋轉(zhuǎn),，可以看做一個(gè)環(huán)形電流，由電磁理論可知,，電生磁,，質(zhì)子產(chǎn)生一個(gè)磁矩，可以將其看做一個(gè)小磁針,。樣品內(nèi)部無(wú)數(shù)的小磁針按自身的方向雜亂排列,，相互抵消，總磁矩為零,。

當(dāng)樣品置于一個(gè)靜磁場(chǎng)中時(shí),，原有的平衡被打破了。根據(jù)量子力學(xué)原理,，核磁矩在外磁場(chǎng)中的空間取向是量子化的,，只能取確定的方向，氫核可取兩個(gè)方向,，這兩個(gè)方向的位能不同,，一高一低。

氫核從原有的平衡狀態(tài)到裂分為兩個(gè)取向,，稱(chēng)為塞曼能級(jí)分裂,。形象的說(shuō)，好比小磁針?lè)诺届o磁場(chǎng)后,，分為了兩個(gè)陣營(yíng)：順從派和抵抗派,。順從派能量較小，能級(jí)較低,，和靜磁場(chǎng)方向相同,，抵抗派能量較大，能級(jí)較高,，和靜磁場(chǎng)方向相反,，且兩派的力量不均等，順從派稍多于抵抗派，每 10 萬(wàn)個(gè)核,，兩派數(shù)量差一個(gè),。就是這多出的一個(gè)磁矩，積少成多,，形成了一個(gè)與主磁場(chǎng)同方向的磁化矢量,，是核磁共振信號(hào)的來(lái)源。

磁化矢量沿主磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn),，如果施加一個(gè)適宜的射頻場(chǎng),，該磁化矢量就會(huì)發(fā)生傾斜，從而形成核磁共振信號(hào),。適宜的射頻場(chǎng)是指頻率與磁化矢量拉莫爾進(jìn)動(dòng)頻率一致,。如前面講的比喻，磁化矢量好比一個(gè)垂直于地面的沙袋,，射頻場(chǎng)發(fā)射的脈沖好比拳頭,，只有拳頭力量匹配沙袋的重量，沙袋才會(huì)傾斜,，從而在地面形成一個(gè)投影,。這個(gè)投影就是儀器檢測(cè)到的核磁信號(hào)。沙袋傾斜后會(huì)逐漸回復(fù)到平衡狀態(tài),，投影會(huì)越來(lái)越小,，直至消失，檢測(cè)到的核磁信號(hào)也是一個(gè)衰減的信號(hào),。