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核磁共振自旋—自旋弛豫時(shí)間T2
點(diǎn)擊次數(shù):1158 更新時(shí)間:2022-02-21

核磁共振自旋—自旋弛豫時(shí)間T2


核磁矩μ1在外場(chǎng)B0中極化后,可以分解為μ∥和μ1⊥分量.由于μ∥繞B0以ω0進(jìn)動(dòng),μ1⊥在xy平面上以ω0繞B0旋轉(zhuǎn),它在鄰近核磁矩μ2處產(chǎn)生—個(gè)頻率為ω0的局域旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)bL,如圖1所示。


核磁共振自旋—自旋弛豫時(shí)間T2

圖1 μ1⊥在μ1處產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)bL


因?yàn)棣?也繞B0以ω0進(jìn)動(dòng),在bL場(chǎng)的磁力矩作用下,μ2有可能發(fā)生章動(dòng)。因?yàn)棣?和μ2是同類核,進(jìn)動(dòng)頻率相同,相互作用(交換能量,交換自旋角動(dòng)量)很容易,在量子力學(xué)里,被認(rèn)為是一個(gè)flip—flop的過(guò)程,與核電子學(xué)中雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相類似。這個(gè)過(guò)程可在整個(gè)自旋系綜內(nèi)相繼發(fā)生,能量子在鄰近核自旋之間傳遞.假設(shè)核磁矩μ⊥在進(jìn)動(dòng)圓錐上不均勻分布(NMR發(fā)生時(shí)),就會(huì)出現(xiàn)橫向磁化強(qiáng)度分量M⊥,如圖2所示。


核磁共振自旋—自旋弛豫時(shí)間T2

圖2 核磁矩μi相位相干時(shí)可形成橫向磁化強(qiáng)度分量M⊥


核磁矩正是通過(guò)自旋—自旋相互作用使μ⊥分散開(kāi),從而導(dǎo)致μi在圓錐上的分布趨于均勻,此即M⊥→0。這正是自旋系統(tǒng)內(nèi)部“橫向熱平衡"狀態(tài)。這種能量轉(zhuǎn)移的速度取決于自旋—自旋相互作用的強(qiáng)度,用一個(gè)自旋—自旋弛豫時(shí)間(spin-spin relaxation)T2來(lái)描述。自旋—自旋弛豫通常比自旋—晶格要快,液體中兩者基本在同一量級(jí),固體中T2比液體中T2短得多。

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