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旋磁比

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物理学中,旋磁比(英语:gyromagnetic ratio,也称为磁旋比magnetogyric ratio,常用表示)定义为一个自旋不为零的粒子(此时下文中的磁矩与角动量指自旋磁矩和自旋角动量)或一个体系的磁矩与角动量之比(因而称磁旋比),对于前一种情况,也等于粒子在外磁场作用下,磁矩作拉莫尔进动时的角频率与外加磁场的磁感应强度之比(因而称旋磁比)。在磁共振领域中广泛用到此概念。

经典体系的磁旋比

考虑一带电粒子绕一固定轴作圆周运动,则它产生的磁矩为:

于是可得磁旋比为

单个电子的旋磁比

单个电子产生的磁矩近似为一个玻尔磁子,沿外磁场方向的自旋角动量为,故磁旋比为

更精确的结果是,其中是电子的朗德g因子

在磁共振中,电子的旋磁比与电子顺磁共振有关。

原子核的磁旋比

自旋不为零的原子核的磁旋比是核磁共振中的重要数据。文献也常常一并列出原子核的拉莫尔进动频率与外磁场的磁感应强度的比。 常见原子核的相关数据见下表。[1] [2]

Nucleus γ (106 rad.s-1.T-1) γ/2π (MHz.T-1)
1H 267.513 42.576
2H 41.065 6.536
3He -203.789 -32.434
7Li 103.962 16.546
13C 67.262 10.705
14N 19.331 3.077
15N -27.116 -4.316
17O -36.264 -5.772
19F 251.662 40.053
23Na 70.761 11.262
31P 108.291 17.235
129Xe -73.997 -11.777

参考资料

  1. ^ M A Bernstein, K F King and X J Zhou. Handbook of MRI Pulse Sequences. San Diego: Elsevier Academic Press. 2004: 960. ISBN 0-1209-2861-2. 
  2. ^ R C Weast, M J Astle (编). Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: CRC Press. 1982: E66. ISBN 0-8493-0463-6.