图1. 为核磁共振做出贡献的三位科学家，从左到右依次是Rabi，Bloch，Purcell。

Rabi, Bloch和 Purcell观察到了把具有磁矩的原子核（比如1H和31P）放入磁场中时可以吸收射频辐射的能量，而对应于每一种特定的原子核，总是对应于一种特定频率的电磁辐射。这种现象允许我们可以通过测量共振频率研究分子中的化学成分或结构信息。

核磁共振谱学

我们可以 根据核磁共振研究物质的结构、反应动力学、化学反应价态、分子所处的化学环境等等。下图是乙醇的核磁共振谱。其中横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。从图中可以看出乙醇分子中有三种不同化学环境的氢原子。

图2. 乙醇的核磁共振谱

核磁共振成像

核磁共振成像（MRI）是一种医学成像技术，属于放射科，可用于人体器官或生理学过程的成像。在实际使用过程中需要用到强磁场和电磁辐射去实现人体组织成像。MRI没有用到X射线，需要和人们常常说的CT相区分。

图3. 先天性心脏病患者的心脏MRI

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运用核磁共振能检查些什么呢？有些什么注意事项呢？

请听小糖一一道来。 首先，什么是核磁共振？

它有个很简单的英文名，叫MRI，主要利用的是磁共振现象。简单来说就是一个大的机器，能够产生巨大的磁场，使得在这个机器里面的原子核发生能量的变化而被我们机器接收到，从而经过电脑处理得到图像。都说我们人是“水”做的，水里面又含有氢原子，核磁共振中的“核”主要就是在说氢原子，处理后就能得到像切面包片一样的断层图像。

因为是利用的磁场，所以它与CT最大的不同就是没有辐射哦。 那么，这样的核磁共振能检查些什么呢？

不过它还有个缺点，就是比较贵，如果有其他可以替代的检查的话，那就能省钱就先省钱。 最后，小糖必须说几点做核磁共振检查的注意事项。前面提到了，核磁共振的仪器能产生一个巨大的磁场，所以凡是跟铁等制品有关的东西都是容易被吸引上去的。这样的话，做检查时，身上装有起搏器的、有钢钉的、有假关节的、有假牙的、戴首饰手表等等的，都是不可以的。

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顾名思义，从名字可以看出，核磁共振是原子核的共振成像，共振是当外加激励作用于系统时，开始作强迫振动，如果外加的频率等于系统固有频率时，强迫振动的振幅达到振动的最大值，这种现象叫共振。共振全球最具影响力的事件是拿破仑的军队迈着整齐的步伐通过一座桥时，步兵使桥振动的频率恰好等于或者是几倍的桥固有振动频率，把桥给振段了。

原子核具有一个重要的性质——自旋（为写这个文章特意翻了大学时的量子力学），由量子力学可知，质子数和中子数都是偶数的核称为偶偶核，自旋为零；质子数和中子数都是奇数的核称为奇奇核，其自旋为h/2π的整数倍，h为普朗克常数。质量数为奇数的核称为奇A核，自旋是h/2π的半整数倍，遵从费密-狄拉克统计律，这样的粒子称为费米子。质量数为偶数的核称为偶A核，遵从玻色-爱因斯坦统计律，这样的粒子称为波色子。

自旋就会产生自旋磁矩，但是我们见到的物质并不会表现出磁性，这是因为各个原子核的磁矩方向不一致，东倒西歪，杂乱无章，因此整体上不会表现出磁性，但是外加一个强磁场结果就不一样的。在外加强磁场的作用下就会排列整整齐齐的，自旋方向就会变得一致。

一个形象的例子就是大妈跳广场舞，音乐开始前热身阶段，各跳各的，整体表现的没有任何规律，如果音乐响起来以后，大妈们动作就变得整齐了。

由于原子核自旋的速度不同，所以表现的自旋频率就不同，如果射频发射器发射出脉冲信号辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，原子核的自旋幅度就会改变、振幅加大，当射频信号频率改变，原子核又会恢复到原来的幅度，在跃迁恢复的过程中就会有射线放出，被接收器接收。改变射频发射器发射脉冲的频率，不同部位的原子“兴奋”，就可以得到人体的某一部位图像了。

人体就是个“水货”，成年人体含水量在65%左右，因此核磁共振的目标原子选择为氢原子

關鍵字: 能级 健康 跃迁