核磁共振（NuclearMagneticResonance即NMR）是處于靜磁場(chǎng)中的原子核在另一交變電磁場(chǎng)作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。通常人們所說(shuō)的核磁共振指的是利用核磁共振現(xiàn)象獲取分子結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。  

并不是所有原子核都能產(chǎn)生這種現(xiàn)象，原子核能產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象是因?yàn)榫哂泻俗孕?。原子核自旋產(chǎn)生磁矩，當(dāng)核磁矩處于靜止外磁場(chǎng)中時(shí)產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)核和能級(jí)分裂。在交變磁場(chǎng)作用下，自旋核會(huì)吸收特定頻率的電磁波，從較低的能級(jí)躍遷到較高能級(jí)。這種過(guò)程就是核磁共振。  

1940年代，費(fèi)利克斯·布洛赫和愛(ài)德華·珀塞爾已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，并在1952年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1977年，在美國(guó)紐約第一次使用這種技術(shù)進(jìn)行人體掃描。  

物理原理  

更詳細(xì)地說(shuō)，核磁共振的物理原理如下。原子核由中子和質(zhì)子組成，中子和質(zhì)子的自旋相結(jié)合為原子核提供總自旋。總自旋可能為零也可能不為零，具體取決于原子核中質(zhì)子和中子的數(shù)量。如果原子核的自旋不為零，則原子核具有磁矩，這意味著它將在磁場(chǎng)中以取決于原子核成分和磁場(chǎng)強(qiáng)度的頻率自旋，這就是核自旋共振工作的拉莫爾頻率。  

如果有在強(qiáng)磁場(chǎng)中自旋的原子核，那么它們的自旋將與磁場(chǎng)對(duì)齊。假設(shè)我們有一個(gè)指向z方向的恒定且均勻的磁場(chǎng)，那么核自旋也將優(yōu)先指向z方向。然而，由于熱運(yùn)動(dòng)的存在，這會(huì)出現(xiàn)一些偏差，有一些原子核的自旋方向甚至與z方向相反。所有原子核的凈磁矩稱(chēng)為磁化強(qiáng)度，它最終將指向z方向。在核磁共振機(jī)器中，z方向一般是從頭到腳的方向。