7.7: النوى الذرية: الرنين المغناطيسي

عدد الدورات النووية المحاذاة في حالة الطاقة المنخفضة أكبر قليلا من تلك الموجودة في حالة الطاقة الأعلى. في وجود مجال مغناطيسي خارجي ، حيث يسبق الدوران عند تردد لارمور ، ينتج عن السكان الزائدين صافي مغنطة موجهة على طول المحور z. عندما يتم تطبيق نبضة أو انفجار قصير من موجات الراديو عند تردد لارمور على طول المحور x ، فإن اقتران الترددات يسبب الرنين ويقلب الدوران النووي للسكان الزائدين من حالة الطاقة الدنيا إلى الحالة الأعلى ، وهذا يتسبب في تحول صافي المغنطة من المحور z نحو المحور y. عند سحب الإشعاع المطبق ، عندما تفقد الدورات النووية الطاقة الممتصة وتعود إلى حالة الدوران ، يعود متجه المغنطة الصافي إلى اتجاهه على طول المحور z ، ويتم إنشاء التوازن. تظهر جميع النوى النشطة بالرنين المغناطيسي النووي رنينا مغناطيسيا نوويا ، والذي يشكل أساس التحليل الطيفي والتصوير بالرنين المغناطيسي النووي.

الغالبية الصغيرة من الدورات النووية المحاذاة في حالة الطاقة المنخفضة عدد السكان الزائدين.

عندما تسبق الدوران حول مجال B₀ عند تردد Larmor ، ω ، ينتج عن مجموع اللحظات المغناطيسية مغنطة صافية حول المحور z.

عندما يتم تطبيق نبضة أو انفجار قصير من موجات الراديو على طول المحور x ، تمتص النوى الطاقة المقابلة لتردد لارمور.

اقتران الترددات إلى الرنين ويقلب الدوران النووي للسكان الزائدين من حالة الطاقة الدنيا إلى الحالة الأعلى ، مما يؤدي إلى تحويل صافي المغنطة نحو المحور y.

عند سحب نبضة الإشعاع ، تفقد الدوران النووي الطاقة الممتصة. ينتقل متجه المغنطة الصافي إلى المحور z ، ويتم إنشاء التوازن.

تظهر جميع النوى النشطة بالرنين المغناطيسي النووي رنينا مغناطيسيا نوويا ، والذي يشكل أساس التحليل الطيفي والتصوير بالرنين المغناطيسي النووي.

• Nuclear magnetic resonance (Main keyword) - A technique that exploits the magnetic properties of certain atomic nuclei for spectroscopy and imaging.
• Atomic resonance - The phenomenon of an atom's nuclei oscillating at specific frequencies under energy influence.
• Nuclear magnetization - The net magnetization oriented along an axis due to the excess nuclear spin population.
• Larmor frequency - The frequency at which nuclear spins precess in an external magnetic field.
• NMR-active nuclei - Those atomic nuclei which exhibit nuclear magnetic resonance.

• Define Nuclear magnetic resonance - Explain what it is (e.g., nuclear magnetization of atomic nuclei).
• Contrast Nuclear Magnetization vs Atomic Magnetization – Explain key differences (e.g., orientation of nuclei in an external magnetic field).
• Explore Examples – Describe scenario (e.g., application of radio waves at the Larmor frequency causes atomic resonance and change in nuclear spin).
• Explain Process – Magnetic influence on atomic nuclei and the resulting resonance.
• Apply in Context – How nuclear magnetic resonance contributes to spectroscopy and imaging.

• What is nuclear magnetic resonance and how does it cause atomic resonance?
• How is nuclear magnetization oriented in an external magnetic field?
• What is the role of the Larmor frequency in atomic resonance?

• Students – Understand How nuclear magnetic resonance can provide insight into chemical structures.
• Educators – Provides a clear framework it helps with teaching atomic structure and interactions.
• Research Scientists – Relevance in the study of biomolecular chemistry and medical imaging.
• Physics Enthusiasts – Offer insights into the interaction of magnetic fields with atomic nuclei.