影响核磁共振谱线线宽的因素
——核磁共振实验
一、核磁共振原理
在强磁场的激励下，一些具有某些磁性的原子核的能量可以裂分为2个或2个以上的能级。如果此时外加一个能量，使其恰等于裂分后相邻2个能级之差，则该核就可能吸收能量(称为共振吸收)，从低能态跃迁至高能态。
核磁共振吸收
大家知道，氢原子中电子的能量不能连续变化，只能取离散的数值。在微观世界中物理量只能取离散数值的现象很普遍。本实验涉及到的原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取离散值
，其中I称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，…整数值或1/2，3/2，5/2，…半整数值。公式中的
，而h为普朗克常数。对不同的核素，I分别有不同的确定数值。本实验涉及的质子和氟核19F的自旋量子数I都等于1/2。类似地，原子核的自旋动量在空间某一方向，例如z方向的分量也不能连续变化，只能取离散的数值
，其中量子数m只能取I，I－1，…，－I +1，－I 共（2I+1）个数值。
自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩，简称核磁矩。其大小为
其中e为质子的电荷，M为质子的质量，g是一个由原子核结构决定的因子。对不同种类的原子核，g的数值不同，称为原子核的g因子。值得注意的是g可能是正数，也可能是负数。因此核磁矩的方向可能与核自旋角动量方向相同，也可能相反。
由于核自旋角动量在任意给定的z方向只能取（2I+1）个离散的数值，因此核磁矩在z方向可能取（2I+1）个离散的数值：
原子核的磁矩通常用
作为单位，
称为核磁子。采用
作为核磁矩的单位以后，
可记为
。与角动量本身的大小为
相对应，核磁矩本身的大小为
。除了用g因子表征核的磁性质外，通常引入另一个可以由实验测量的物理量γ，γ定义为原子核的磁矩与自旋角动量之比：
γ=μ/p=ge/2M
