Nowy 9

temperaturach pokojowych, w stanie równowagi termodynamicznej istnieje tylko niewielka nadwyżka spinów (ok. 1 na 100 tys.) znajdujących się w stanie o niższej energii (zgodnie z

polem Mi) i tylko te spiny możemy zaobserwować eksperymentalnie.

Dodatkowym zjawiskiem, bez którego zjawisko NMR nie miałoby miejsca, jest tzw. precesja

_w _ w i V7 i V?

Larmora, będąca ruchem wektora magnetyzacji ~^,J *'^{J r} '¹¹    ~¹¹ dookoła pola

magnetycznego. Precesja jest na ogół złożeniem wielu ruchów i często jest ona porównywana do ruchu bąka wytrąconego z równowagi.

Tj,

U podstaw precesji Larmora w zewnętrznym polu & z leży fakt, że spin skierowany w kierunku płaszczyzny XY(tj. niebędący w stanie podstawowym), obraca się dookoła osi Z. Mówimy, że taki spin skierowany w kierunku innym niż oś Z, jest w stanie superpozycji stanów własnych. Z mechaniki kwantowej wynika, że superpozycje stanów własnych są niestacjonarne, czego konsekwencją jest obrót spinu dookoła osi Z (cykliczne reguły komutacyjne i grupy obrotu).

Częstość obrotu spinu w stanie superpozycji jest proporcjonalna do tzw. współczynnika magnetogirycznego (giromagnetycznego) y i indukcji stałego pola /;>a częstość Larmora dana

r,

jest zależnością ^ L ^— ' &

i •

Aby zmienić stan spinu, wprowadza się zmienne pole magnetyczne ^ io częstości równej precesji Larmora i skierowane w kierunku osi X lub Y. Rezonans polega na tym, że z punktu widzenia spinu, tylko dla określonej częstości tego zmiennego pola "widzi" on dodatkowe

ry

statyczne pole, tzw. pole efektywne ’, dookoła którego również zaczyna się kręcić. Ze

względu na fakt, że pole ^ i jest niezwykle słabe w stosunku do pola częstość precesji jest w zakresie kilku kHz.

W ten oto sposób można zmienić orientację spinu, a tym samym kierunek całej magnetyzacji. Rejestracja sygnału NMR polega na obróceniu magnetyzacji na płaszczyznę, w której znajduje się cewka odbiorcza (płaszczyzną detekcji jest płaszczyzna AT). Obracająca się w płaszczyźnie detekcji magnetyzacja indukuje w cewce prąd, który może być zarejestrowany przez aparaturę. Sygnały NMR są niezwykle słabe.