会计学目标(mùbiāo)一、在静态(jìngtài)磁场中的原子核的相互作用（一）质子(zhìzǐ)的磁矩：自旋（Spin）A：质子的磁矩方向(fāngxiàng)由箭头指定B：在物体中，磁矩原本是杂乱无章的C：如果给物体加上一个磁场，物体中的质子的磁力矩会变得与磁场的方法一致。注：一些是同向的，一些是逆向的。（二）进动(jìndònɡ)（Precession）陀螺的自旋运动。围绕它的轴的旋转是第一层次(céngcì)（一阶特性的—first-orderproperty）的运动。陀螺的关于垂直轴（重力轴）的进动是第二层次(céngcì)（二阶特性的—second-orderproperty）的运动如果你给球一个力，球就会沿着力的方向滚动。如果你给陀螺仪一个力，陀螺仪的运动方向将与力的方向成90度的夹角。如果你给陀螺一个向北的力，它根据旋转(xuánzhuǎn)的方向（顺时针还是逆时针）决定是向东或是向西运动。旋转物体展现出一个叫角动量的量，如沿着旋转物体轴的箭头所示。当在有角动量的物体上施加(shījiā)一个力时，合成运动与该力成直角。力作用引起产生进动的示意图。角动量和重力相互作用引起陀螺仪的进动。磁矩和磁场(cíchǎng)相互作用引起质子的进动。进动的频率叫做拉莫尔频率。进动(jìndònɡ)的频率表1一些(yīxiē)原子核的磁共振性质例题(lìtí)1：（三）章动（Nutation）在进动(jìndònɡ)的方向推一个陀螺引起该陀螺仪改变其进动(jìndònɡ)角度。旋转角度的改变叫做章动。A在静态(jìngtài)参照系中所看到的陀螺的章动。B在旋转参照系中所看到的陀螺的章动。旋转参照系就是好像观测者在同陀螺仪一起进行进动。在质子的磁共振中，一个随时间而变的瞬间的磁场产生(chǎnshēng)的作用力使得质子章动。在前面的例题中，告诉我们，Larmor方程式可以用来预测在磁场中的质子的进动频率【见Eq.(1)】。在医学核磁共振成像中使用的静态场强度为0.1～3.0T(Tesla)，与之相对应的氢原子核的进动频率为4.3～129MHz。时变的频率为兆赫兹的电磁波的磁场能引发章动。在一个特定的磁场中，当一种波的频率与质子进动频率相匹配的时候，这就产生(chǎnshēng)共振。这就是磁共振这个术语的起源。适当的频率为电磁波谱中的FM无线电部分。因此，我们在磁共振中使用射频脉冲。在具有间歇性磁场分量（B1）的电磁波作用下引起的进动质子的章动。该运动(yùndòng)以旋转框架为参考系的（四）磁共振信号在线圈(xiànquān)中的感应A:磁铁在导线圈附近运动，将会在线圈中产生电流，使灯泡(dēngpào)变亮。B:磁铁在导线圈附近旋转，将会在线圈中产生交流电，使灯泡(dēngpào)变亮当磁矩的进动平面与接受线圈的平面正交时，MR信号是最强的。与接受线圈正交的假想平面称为横向平面或者x-y平面。如果磁力矩不是全在横向平面里进动，在线圈中感应的信号的幅值将减弱（即弱信号）。如果磁矩垂直于横向平面（平行于外加静磁场），那么在接收(jiēshōu)线圈中将感应不到信号。简言之，这是在横向平面中造成MR信号的原因磁化的分量。在线圈附近的磁力矩进动数目也会影响MR信号的强度。在其他因素都恒定的情况下，信号强度与磁力矩数目成正比关系。现今用在MRI方面的磁力矩就是质子的磁力矩。1立方毫米的软组织都可以在MRI图象中检测到。例题(lìtí)2计算在1立方毫米水中的氢原子核个数水的摩尔质量（摩尔）是包含阿伏加德罗常数（6.02*1023）的纯净的水分子的质量数(g)。水的摩尔质量是18g/mol，在0.001g的水分子个数为：而每个分子包含两个氢原子核。因此，在1立方毫米中的总的氢原子核个数为在接受线圈中能产生的最大的MR信号与可用的质子数目成正比。因此把样品中的体积增大到原来(yuánlái)的两倍或者双倍质子的浓度，就可以产生双倍的MR信号。（五）量子力学(liànɡzǐlìxué)的解释MR的在量子力学和经典力学解释之间有一个非常重要的区别。在量子力学而不是无线电“波”中，我们参阅光子或者电磁能量包。例如，在一个磁场中，自旋的一个系统（如质子）的量子力学解释，有两种可能的能量状态，与磁场相一致的和与磁场相反的。具有与磁场方向一致的磁矩的质子拥有比与磁场方向相反的磁矩的质子略小的能量（较低的能态）。一个具有等于两种状态之间的能量差的能量的光子可以将质子从较低的能态提升或“翻转”到较高的能态。在经典的模型中，在共振中相互作用的无线电波的频率由拉莫尔方程给定。在量子力学模型中，光子的能量有下面这个方程确定：E是光子的能量，h是普朗克常量，f是拉莫尔频率（赫兹或者每秒钟周数）。这个等式可以计算引起在低能态与高