一、实验目的与实验仪器
NM-Ⅱ型核磁共振实验装置、掺有硫酸铜的水样品、聚四氟乙烯样品
二、实验原理
（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）
核磁共振指磁矩不为零的原子核处于恒定磁场中，由射频或微波电磁场引起塞曼能级之间的共振跃迁现象。
原子核的自旋角动量的数值是量子化的，在数值上可以表示为
\(P=\sqrt{I(I+1)}\hbar\)
\(I\)为核自旋量子数，氢核、氟核的\(I\)=1/2。
核的磁矩和角动量存在如下线性关系
\(\mu=\frac{q}{2M_N}P\)
修正后，引入核磁单位\(\mu_N=\frac{e\hbar}{2M_P}\),
\(\mu=g_N\frac{\mu_N}{\hbar}P\)
定义磁矩和角动量之比为回磁比γ
\(\mu=\gamma\ P\)
定义\(\frac{\gamma}{2\pi}\)为回旋频率，氢核的回旋频率为42.577MHz/T，\(\mu_N=5.0493\times{10}^{-27}J/T\)；\(\ g_N\)为朗德因子。
核磁矩处于恒定外磁场中时，核在外磁场方向的最大核磁矩分量为
\(\mu_Z=Ig_N\mu_N\)
通常将此最大分量作为核的磁矩。
核磁矩在外磁场中具有磁位能
\(E=-\mu_zB_0=-mg_N\mu_NB_0\)
(m为磁量子数,\(-I\le m\le I\))
则不加磁场时的一个能级将在磁场的作用下分裂为2I+1个分立能级，对于氢核、氟核，I=1/2，在外磁场作用下分裂为两个次能级，相邻能级的能量差：
\(∆E=E_2-E_1=g_N\mu_NB_0=\gamma\hbar\ B_0\)
若在与外磁场垂直的方向再施加一个高频磁场（射频场），那么当射频场频率满足一定条件时，会引起原子核在上下能级之间的跃迁（共振跃迁，简称共振）。发生共振时射频场需要满足的条件即为共振条件：
\(\omega_0=\gamma\ B_0\)
三、实验步骤
（要求与提示：限400字以内）
1、连接仪器。
2、移动边缘振荡器连同探头，使探头前端样品探测线圈放置在磁场大致中心位置。
3、打开主机，预热。
4、将磁场扫描电源的“幅度调节”旋钮逆时针调节最小，然后再顺时针旋转一圈左右。
5、先后调节边缘振荡器的“频率粗调”旋钮，捕捉共振信号。
6、调处大致共振信号后，移动边缘振荡器仔细调节样品在磁场中的空间位置以得到尾波最多的共振信号，再稍微改变“扫描幅度”使得共振信号最大。
7、调节“频率细调”至信号等宽。
8、记录频率\(v_H\)于表格中。
9、调节频率，使共振先后发生在扫场的波峰(\(v_H^\prime>v_H\))和谷底(\(v_H^{\prime\prime}<v_H\)),示波器上的信号相邻的峰逐渐重合，峰数减半。
10、记录数据。
11、更换聚四氟乙烯样品，重复上述4-10步骤。
四、数据处理
（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）
五、分析讨论
（提示：分析讨论不少于400字）
1、本实验的误差来源：
（1）、恒定磁场的近似产生误差。本实验中，恒定磁场由两个永磁体提供，但是永磁体产生的磁场的大小和方向上都不是绝对均匀的，我们近似认为其为匀强磁场。其次，为了尽可能的提高近似度，我们使用中心的位置磁场进行实验，但是在放置探头时，其位置是否在中心位置没有进行矫正的，仅仅是通过大致的放到了中心位置。
（2）、环境的扰动产生的误差。在实验的过程中，对实验装置的微小扰动甚至对桌面的轻微碰触都会影响到频率的读取，所以实验时应尽量避免不必要的对装置的接触。而在读取频率时，由于频率读数的不稳定，应选取变化范围居中值。
（3）、位置确定难度加大实验误差。实验中在尽可能保证装置稳定，避免震动的情况下，找到合适的位置使尾波数最多是很难的，难免会有误认为尾波数已达到最多的情况出现。
2、为什么要求示波器核磁共振信号之间等间距？若改变扫场大小，信号间距会怎样变化？
因为核磁共振信号之间等距时磁场\(B\)大小等于恒定磁场\(B_0\)，可根据此时数据计算出恒定磁场的大小。若改变扫场信号大小，信号间距不会发生变化，因为扫场大小改变不会改变恒定磁场的大小。
3、实验中总磁场为永磁体产生的恒定磁场和外加的扫场相叠加得到的。所以只有ω/γ落在\(\left(B_0-B^\prime\right)∼\left(B_0+B^\prime\right)\)之间时，才会产生共振。为了方便找到共振信号，应增大\(B^\prime\)，使\(\left(B_0-B^\prime\right)∼\left(B_0+B^\prime\right)\)的范围变大，在调节射频场的频率时更容易使落到此范围进而产生共振。
4、测量氟原子核时，由于氟的共振信号比较小，样品的弛豫时间过长导致饱和现象而引起信号变小，示波器信号显示不明显，容易忽略，导致实验难以进行。通过前面测得的氢核的共振频率即可计算得到氟核的共振频率（氢核共振频率/氢核的回旋频率=氟核的共振频率/氟核的回旋频率）回旋频率可从参考书“《理科物理实验教程》·吴平”查询得到。该方法等于已知氟核的共振频率，从而在实验的过程中有针对性的在特定的频率范围寻找氟核的共振频率，方便实验的进行。实测数据与“已知值”产生的微小偏差属于正常。
5、为什么发生共振时，共振频率（不稳定导致的）跳变趋势是减小趋势？
6、为什么氢核的朗德因子大于氟核？朗德因子对应着核结构什么物理意义？
六、实验结论
从计算结果可以得出，实验中外磁场的磁感应强度
\(B_0=0.473T\)
氟核的朗德因子
\(g_N=5.2654\pm0.0006\)
七、原始数据
（要求与提示：此处将原始数据拍成照片贴图即可）
原文出处https://www.wodfd.com/index.php/2021/ganfaning/363/