固体核磁共振原理

本书详细介绍了核磁共振理论和常见的固体核磁共振方法。全书分为八章，分别为核磁共振基本原理概述、核磁共振硬件构造和功能、傅里叶变换原理和方法、自旋体系的量子力学、固体核磁共振相互作用、固体核磁共振基本方法、固体核磁共振脉冲序列、核磁共振弛豫和动力学现象。

本书可作为高等学校化学化工类专业本科高年级及研究生的固体核磁共振原理相关课程教材，也可供高校及科研单位的研究人员参考使用。

目录
- 前辅文
- 核磁共振发展史
- 第一章核磁共振基本原理概述
  - 1.1 原子核自旋
  - 1.2 磁场中自旋的进动
    - 1.2.1 拉莫尔进动
    - 1.2.2 进动的布洛赫方程
    - 1.2.3 自旋与磁场作用的能量
  - 1.3 核自旋的塞曼效应
  - 1.4 原子核的自旋量子数
  - 1.5 磁场中自旋的能级布居
    - 1.5.1 平衡态布居和净磁矩
    - 1.5.2 共振激发和拉比振荡
  - 1.6 向量模型和旋转坐标系
  - 1.7 核磁共振实验的基本过程
- 第二章核磁共振硬件构造和功能
  - 2.1 磁体
    - 2.1.1 超导磁体
    - 2.1.2 匀场和锁场
  - 2.2 射频发射部分
    - 2.2.1 频率合成
    - 2.2.2 相位调节
    - 2.2.3 脉冲门控
    - 2.2.4 射频功放
    - 2.2.5 阻断开关
    - 2.2.6 射频滤波
  - 2.3 信号检测部分
    - 2.3.1 收发转换开关
    - 2.3.2 信号预放大器
    - 2.3.3 信号检测器
    - 2.3.4 外差检测
    - 2.3.5 正交检测
    - 2.3.6 模拟数字转换器
  - 2.4 核磁共振探头
    - 2.4.1 探头和谐振电路
    - 2.4.2 核磁共振探头构造
    - 2.4.3 品质因子
- 第三章傅里叶变换原理和方法
  - 3.1 自由诱导衰减
  - 3.2 傅里叶变换的数学形式
    - 3.2.1 信号时域和频域转化
    - 3.2.2 洛伦兹线型
    - 3.2.3 扫场信号的导数峰型
  - 3.3 常用的傅里叶变换规则
  - 3.4 频域信号特征
  - 3.5 相位修正
  - 3.6 数字化采样
    - 3.6.1 采样间隔和采样带宽
    - 3.6.2 采样截断
  - 3.7 信噪比
  - 3.8 窗函数
    - 3.8.1 增宽函数和减宽函数
    - 3.8.2 复合函数
  - 3.9 二维傅里叶变换
    - 3.9.1 二维傅里叶变换原理
    - 3.9.2 强度调制信号
    - 3.9.3 相位调制信号
  - 3.10 脉冲的傅里叶变换
    - 3.10.1 脉冲时域和频域转化
    - 3.10.2 脉冲的激发范围
- 第四章自旋体系的量子力学
  - 4.1 薛定谔方程
  - 4.2 量子化的塞曼效应
    - 4.2.1 狄拉克算符
    - 4.2.2 期望值
  - 4.3 泡利矩阵
  - 4.4 密度算符
  - 4.5 冯·诺依曼方程
  - 4.6 密度矩阵的时间演化
    - 4.6.1 静态磁场B0的作用
    - 4.6.2 脉冲磁场B1的作用
    - 4.6.3 共振激发脉冲
    - 4.6.4 非共振激发脉冲
    - 4.6.5 同核J-耦合作用
    - 4.6.6 双自旋体系的密度矩阵
  - 4.7 自旋回波序列
    - 4.7.1 化学位移作用演化
    - 4.7.2 同核J-耦合作用演化
  - 4.8 可观测核磁共振信号
    - 4.8.1 单自旋体系
    - 4.8.2 双自旋耦合体系
  - 4.9 多量子相干
    - 4.9.1 独立二能级体系
    - 4.9.2 双自旋耦合体系
    - 4.9.3 自旋3/2体系
  - 4.10 相干态的选择
    - 4.10.1 相干态的转化
    - 4.10.2 相位循环
    - 4.10.3 相干转移路径
- 第五章固体核磁共振相互作用
  - 5.1 核磁共振相互作用概述
  - 5.2 核磁共振相互作用表达式
    - 5.2.1 相互作用张量算符
    - 5.2.2 张量的坐标系变换
    - 5.2.3 张量的特征参数
  - 5.3 坐标系变换与欧拉角
  - 5.4 密度矩阵推演
  - 5.5 化学位移作用
    - 5.5.1 屏蔽作用和各向异性张量
    - 5.5.2 屏蔽系数和相对化学位移
    - 5.5.3 化学位移与角度的关系
    - 5.5.4 CSA粉末线型
    - 5.5.5 各向异性线型的标定
    - 5.5.6 CSA线型示例
  - 5.6 偶极耦合作用
    - 5.6.1 直接和间接偶极耦合
    - 5.6.2 偶极耦合的张量形式
    - 5.6.3 偶极耦合线型
    - 5.6.4 自旋扩散现象
  - 5.7 四极核作用
    - 5.7.1 四极核作用的本质
    - 5.7.2 四极核作用的张量形式
    - 5.7.3 四极核作用的能级
    - 5.7.4 半整数自旋四极核
    - 5.7.5 中心跃迁的选择性激发
    - 5.7.6 整数自旋四极核
- 第六章固体核磁共振基本方法
  - 6.1 固体样品和液体样品的区别
  - 6.2 魔角旋转消除各向异性
    - 6.2.1 魔角旋转线型
    - 6.2.2 魔角旋转的基本原理
    - 6.2.3 魔角旋转的设定
    - 6.2.4 全边带压制脉冲序列
    - 6.2.5 魔角旋转下的偶极耦合线型
    - 6.2.6 魔角旋转下的四极核作用线型
  - 6.3 异核去耦方法
    - 6.3.1 异核去耦序列介绍
    - 6.3.2 平均哈密顿量理论
    - 6.3.3 翻转坐标系
    - 6.3.4 连续波去耦原理
  - 6.4 同核去耦方法
    - 6.4.1 WAHUHA序列
    - 6.4.2 Lee Goldburg序列
  - 6.5 交叉极化和信号增强
    - 6.5.1 交叉极化的原理
    - 6.5.2 交叉极化的量子力学过程
    - 6.5.3 交叉极化的实验要点
    - 6.5.4 超极化信号增强方法简介
- 第七章固体核磁共振脉冲序列
  - 7.1 二维相关序列
    - 7.1.1 同核相关序列
    - 7.1.2 异核相关序列
  - 7.2 测量同核偶极耦合
    - 7.2.1 同核重耦序列
    - 7.2.2 双量子激发和复原
    - 7.2.3 双量子序列的不同用法
  - 7.3 测量异核偶极耦合
    - 7.3.1 旋转回波双共振序列
    - 7.3.2 双共振极化转移序列
    - 7.3.3 分解局域场序列
  - 7.4 重耦化学位移各向异性
  - 7.5 高分辨四极核信号MQMAS
  - 7.6 特殊脉冲
    - 7.6.1 复合脉冲
    - 7.6.2 扫频脉冲
    - 7.6.3 选择激发
- 第八章核磁共振弛豫和动力学现象
  - 8.1 弛豫的唯象描述
    - 8.1.1 弛豫现象和布洛赫方程
    - 8.1.2 自旋-晶格弛豫机制
    - 8.1.3 自旋-自旋弛豫机制
  - 8.2 弛豫现象的本质
    - 8.2.1 局域场的随机变化
    - 8.2.2 谱密度函数
    - 8.2.3 纵向弛豫与谱密度的关系
    - 8.2.4 横向弛豫与谱密度的关系
  - 8.3 弛豫的引发机制
    - 8.3.1 化学位移各向异性
    - 8.3.2 偶极耦合作用
    - 8.3.3 四极核作用
    - 8.3.4 脉冲作用下的T1ρ弛豫
  - 8.4 弛豫的测量方法
    - 8.4.1 反转恢复序列
    - 8.4.2 饱和恢复序列
    - 8.4.3 自旋回波序列
    - 8.4.4 CPMG序列
    - 8.4.5 自旋锁场序列
  - 8.5 弛豫时间的分析
    - 8.5.1 弛豫的贡献因素
    - 8.5.2 多组分弛豫
  - 8.6 分子运动的时间尺度
    - 8.6.1 微观动态的类型
    - 8.6.2 分子振动
    - 8.6.3 分子转动
    - 8.6.4 分子构象变化
    - 8.6.5 化学反应动力学
    - 8.6.6 分子扩散、流动
    - 8.6.7 核磁共振的特征分辨尺度
  - 8.7 运动导致谱线改变
    - 8.7.1 两点交换模型
    - 8.7.2 运动下的粉末线型
    - 8.7.3 二维谱测量化学交换
  - 8.8 梯度场测量分子扩散
- 索引

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