磁共振成像

磁共振成像,是利用核磁共振(nuclear magnetic resonance)原理,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的结构图像。

原子核带正电并有自旋运动,其自旋运动必将产生磁矩,称为核磁矩。研究表明,核磁矩μ与原子核的自旋角动量S 成正比,即
\mu=\gamma S \qquad(1)
式中γ 为比例系数,称为原子核的旋磁比。在外磁场中,原子核自旋角动量的空间取向是量子化的,它在外磁场方向上的投影值可表示为
I_z=m\hbar \qquad(2)
m为核自旋量子数。依据核磁矩与自旋角动量的关系,核磁矩在外磁场中的取向也是量子化的,它在磁场方向上的投影值为
\mu_z=m\gamma \hbar \qquad(3)
对于不同的核,m分别取整数或半整数。在外磁场中,具有磁矩的原子核具有相应的能量,其数值可表示为
E = -\mu B =-\mu_z B = m \gamma \hbar B \qquad(4)
式中B为磁感应强度。可见,原子核在外磁场中的能量也是量子化的。由于磁矩和磁场的相互作用,自旋能量分裂成一系列分立的能级,相邻的两个能级之差ΔE = γhB。用频率适当的电磁辐射照射原子核,如果电磁辐射光子能量hν恰好为两相邻核能级之差ΔE,则原子核就会吸收这个光子,发生核磁共振的频率条件是:
h\nu=\gamma \hbar B=\gamma hB / 2\pi, \mbox{ or }\omega=2\pi\nu=\gamma B \qquad(5)
式中ν为频率,ω为角频率。对于确定的核,旋磁比γ可被精确地测定。可见,通过测定核磁共振时辐射场的频率ν,就能确定磁感应强度;反之,若已知磁感应强度,即可确定核的共振频率。





I'm a Physics noob despite studying it for at least 5 years.
And that's what I did last night, lying on a "stretcher" and getting inserted into a machine, just like how you would insert your CD into the computer.
And then getting "shot" out of the machine, like how a floppy disk leaves your CPU.
And with funny noises bombarding you for eons.
And the fact that I actually cursed the damn machine without knowing that people outside can see and HEAR what I said.



Damn.

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