磁共振的自旋磁共振現(xiàn)象，您看懂了嗎？

磁共振指的是自旋磁共振現(xiàn)象。其意義上較廣，包含有核磁共振、電子順磁共振或稱電子自旋共振。用于醫(yī)學(xué)檢查的主要是磁共振共像。

磁共振 ?。ɑ匦舱癯猓┢浣?jīng)典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動量，其磁矩與相應(yīng)的角動量之比稱為磁旋比γ。磁矩M 在磁場B中受到轉(zhuǎn)矩MBsinθ（θ為M與B間夾角）的作用。此轉(zhuǎn)矩使磁矩繞磁場作進(jìn)動運(yùn)動，進(jìn)動的角頻率ω=γB,ωo稱為拉莫爾頻率。由于阻尼作用，這一進(jìn)動運(yùn)動會很快衰減掉，即M達(dá)到與B平行，進(jìn)動就停止。但是，若在磁場B的垂直方向再加一高頻磁場b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使M離開B,與阻尼的作用相反。如果高頻磁場的角頻率與磁矩進(jìn)動的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo,則b（ω）的作用最強(qiáng)，磁矩M的進(jìn)動角（M與B角的夾角）也最大。這一現(xiàn)象即為磁共振。

磁共振也可用量子力學(xué)描述：恒定磁場B使磁自旋系統(tǒng)的基態(tài)能級劈裂，劈裂的能級稱為塞曼能級（見塞曼效應(yīng)），當(dāng)自旋量子數(shù)S=1/2時，其裂距墹E=gμBB,g為朗德因子,為玻爾磁子，e和me為電子的電荷和質(zhì)量。外加垂直于B的高頻磁場b（ω）時，其光量子能量為啚ω。如果等于塞曼能級裂距，啚ω=gμBB=啚γB，即ω=γB（啚=h/2π，h為普朗克常數(shù)），則自旋系統(tǒng)將吸收這能量從低能級狀態(tài)躍遷到高能級狀態(tài)（激發(fā)態(tài)），這稱為磁塞曼能級間的共振躍遷。量子描述的磁共振條件ω=γB，與唯象描述的結(jié)果相同。

當(dāng)M是順磁體中的原子（離子） 磁矩時，這種磁共振就是順磁共振。當(dāng)M是鐵磁體中的磁化強(qiáng)度（單位體積中的磁矩）時，這種磁共振就是鐵磁共振。當(dāng)M=Mi是亞鐵磁體或反鐵磁體中第i個磁亞點(diǎn)陣的磁化強(qiáng)度時，這種磁共振就是由 i個耦合的磁亞點(diǎn)陣系統(tǒng)產(chǎn)生的亞鐵磁共振或反鐵磁共振。當(dāng)M是物質(zhì)中的核磁矩時，就是核磁共振。這幾種磁共振都是由自旋磁矩產(chǎn)生的，可以統(tǒng)一地用經(jīng)典唯象的旋磁方程dM/dt=γMBsinθ[相應(yīng)的矢量方程為d M/dt=γ（ M×B]來描述。