磁共振是怎么发明的(谁发明的)??

人物、历史等

磁共振是在固体微观量子理论和无线电微波电子学技术发展的基础上被发现的,德国西门子公司是第一台医用磁共振机的发明者。

1945年首先在顺磁性Mn盐的水溶液中观测到顺磁共振,第二年,又分别用吸收和感应的方法发现了石蜡和水中质子的核磁共振,用波导谐振腔方法发现了Fe、Co和Ni薄片的铁磁共振。

1950年在室温附近观测到固体Cr2O3的反铁磁共振,1953年在半导体硅和锗中观测到电子和空穴的回旋共振,1953年和1955年先后从理论上预言和实验上观测到亚铁磁共振,随后又发现了磁有序系统中高次模式的静磁型共振(1957)和自旋波共振(1958)。

1956年开始研究两种磁共振耦合的磁双共振现象,这些磁共振被发现后,便在物理、化学、生物等基础学科和微波技术、量子电子学等新技术中得到了广泛的应用。

例如顺磁固体量子放大器,各种铁氧体微波器件,核磁共振谱分析技术和核磁共振成像技术及利用磁共振方法对顺磁晶体的晶场和能级结构、半导体的能带结构和生物分子结构等的研究。

原子核和基本粒子的自旋、磁矩参数的测定也是以各种磁共振原理为基础发展起来的。

磁共振成像技术由于其无辐射、分辨率高等优点被广泛的应用于临床医学与医学研究,一些先进的设备制造商与研究人员一起,不断优化磁共振扫描仪的性能、开发新的组件。

扩展资料:

磁共振技术与一般的物理化学方法不同, 它能在不破坏样品的条件下,利用构成分子的原子核本身的磁矩特征,精确快速地给被测样品定性、定量、定结构。

磁共振能提供其他理化方法所不能得到的许多重要参数,基于核磁共振原理而设计的核磁共振波谱仪能够研究物质的化学位移,以探讨价电子对核的屏蔽作用来分析各种化学基团的存在。

 能够研究物质的自旋一自旋祸合,以探讨各种化学基团的相互作用关系、作用力和空间构型,能够测试物质反应的动力学、中和反应以及质子交换反应等,还可以通过对谱线的面积、宽度等的分析以燎解被测物质在各种因素的影响下,其结构的相应变化规律性。

参考资料来源:百度百科-磁共振

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第1个回答  推荐于2017-10-07
1930年代,伊西多·拉比(Isidor Rabi)发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列,而施加无线电波之后,原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究,拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。1946年,费利克斯·布洛赫(Felix Bloch)和爱德华·米尔斯·珀塞耳(Edward Mills Purcell)发现,将具有奇数个核子(包括质子和中子)的原子核置於磁场中,再施加以特定频率的射频场,就会发生原子核吸收射频场能量的现象,这就是人们最初对核磁共振现象的认识。为此他们两人获得了1952年度诺贝尔物理学奖。

人们在发现核磁共振现象之后很快就产生了实际用途,化学家利用分子结构对氢原子周围磁场产生的影响,发展出了核磁共振谱,用于解析分子结构,随着时间的推移,核磁共振谱技术从最初的一维氢谱发展到13C谱、二维核磁共振谱等高级谱图,核磁共振技术解析分子结构的能力也越来越强,进入1990年代以后,发展出了依靠核磁共振信息确定蛋白质分子三级结构的技术,使得溶液相蛋白质分子结构的精确测定成为可能。

另一方面,医学家们发现水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象,利用这一现象可以获取人体内水分子分布的信息,从而精确绘制人体内部结构,在这一理论基础上1969年,纽约州立大学南部医学中心的达马迪安通过测核磁共振的弛豫时间成功的将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来,在达马迪安新技术的启发下纽约州立大学石溪分校的物理学家保罗·劳特伯尔于1973年开发出了基于核磁共振现象的成像技术(MRI),并且应用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊地内部结构图像。劳特伯尔之后,MRI技术日趋成熟,应用范围日益广泛,成为一项常规的医学检测手段,广泛应用于帕金森氏症、多发性硬化症等脑部与脊椎病变以及癌症的治疗和诊断。2003年,保罗·劳特伯尔和英国诺丁汉大学教授彼得·曼斯菲尔德因为他们在核磁共振成像技术方面的贡献获得了当年度的诺贝尔生理学或医学奖。

核磁共振现象来源于原子核的自旋角动量在外加磁场作用下的进动。

根据量子力学原理,原子核与电子一样,也具有自旋角动量,其自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数决定,实验结果显示,不同类型的原子核自旋量子数也不同:

质子数和中子数均为偶数的原子核,自旋量子数为0
质量数为奇数的原子核,自旋量子数为半整数
质量数为偶数,质子数与中子数为奇数的原子核,自旋量子数为整数
迄今为止,只有自旋量子数等于1/2的原子核,其核磁共振信号才能够被人们利用,经常为人们所利用的原子核有: 1H、11B、13C、17O、19F、31P

由于原子核携带电荷,当原子核自旋时,会由自旋产生一个磁矩,这一磁矩的方向与原子核的自旋方向相同,大小与原子核的自旋角动量成正比。将原子核置于外加磁场中,若原子核磁矩与外加磁场方向不同,则原子核磁矩会绕外磁场方向旋转,这一现象类似陀螺在旋转过程中转动轴的摆动,称为进动。进动具有能量也具有一定的频率。

原子核进动的频率由外加磁场的强度和原子核本身的性质决定,也就是说,对于某一特定原子,在一定强度的的外加磁场中,其原子核自旋进动的频率是固定不变的。

原子核发生进动的能量与磁场、原子核磁矩、以及磁矩与磁场的夹角相关,根据量子力学原理,原子核磁矩与外加磁场之间的夹角并不是连续分布的,而是由原子核的磁量子数决定的,原子核磁矩的方向只能在这些磁量子数之间跳跃,而不能平滑的变化,这样就形成了一系列的能级。当原子核在外加磁场中接受其他来源的能量输入后,就会发生能级跃迁,也就是原子核磁矩与外加磁场的夹角会发生变化。这种能级跃迁是获取核磁共振信号的基础。

为了让原子核自旋的进动发生能级跃迁,需要为原子核提供跃迁所需要的能量,这一能量通常是通过外加射频场来提供的。根据物理学原理当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同的时候,射频场的能量才能够有效地被原子核吸收,为能级跃迁提供助力。因此某种特定的原子核,在给定的外加磁场中,只吸收某一特定频率射频场提供的能量,这样就形成了一个核磁共振信号。

参考资料:维基百科-核磁共振

本回答被提问者采纳
第2个回答  2019-07-27
是由尼古拉特斯拉发现的 你可以去了解下 上面说法是错误的!根本不对!就在胡说!当时尼古拉特斯拉用共振震倒了一栋楼!在20年之后的人们才发现共振 而当时特斯拉已经开始利用共振了
第3个回答  2020-12-18

是谁发现了核磁共振现象?核磁共振的发现为世界做出了什么贡献?

第4个回答  2020-12-09

核磁共振的发展历程