磁共振 （回旋共振除外）其經(jīng)典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動(dòng)量，其磁矩與相應(yīng)的角動(dòng)量之比稱(chēng)為磁旋比γ。磁矩M 在磁場(chǎng)B中受到轉(zhuǎn)矩MBsinθ（θ為M與B間夾角）的作用。此轉(zhuǎn)矩使磁矩繞磁場(chǎng)作進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)的角頻率ω=γB，ωo稱(chēng)為拉莫爾頻率。由于阻尼作用，這一進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)會(huì)很快衰減掉，即M達(dá)到與B平行，進(jìn)動(dòng)就停止。但是，若在磁場(chǎng)B的垂直方向再加一高頻磁場(chǎng)b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使M離開(kāi)B，與阻尼的作用相反。如果高頻磁場(chǎng)的角頻率與磁矩進(jìn)動(dòng)的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo，則b（ω）的作用最強(qiáng)，磁矩M的進(jìn)動(dòng)角（M與B角的夾角）也最大。這一現(xiàn)象即為磁共振。

磁共振也可用量子力學(xué)描述：恒定磁場(chǎng)B使磁自旋系統(tǒng)的基態(tài)能級(jí)劈裂，劈裂的能級(jí)稱(chēng)為塞曼能級(jí)（見(jiàn)塞曼效應(yīng)），當(dāng)自旋量子數(shù)S=1/2時(shí)，其裂距墹E=gμBB，g為朗德因子，

為玻爾磁子，e和me為電子的電荷和質(zhì)量。外加垂直于B的高頻磁場(chǎng)b（ω）時(shí)，其光量子能量為啚ω。如果等于塞曼能級(jí)裂距，啚ω=gμBB=啚γB，即ω=γB（啚=h/2π，h為普朗克常數(shù)），則自旋系統(tǒng)將吸收這能量從低能級(jí)狀態(tài)躍遷到高能級(jí)狀態(tài)（激發(fā)態(tài)），這稱(chēng)為磁塞曼能級(jí)間的共振躍遷。量子描述的磁共振條件ω=γB，與唯象描述的結(jié)果相同醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。

當(dāng)M是順磁體中的原子（離子） 磁矩時(shí)，這種磁共振就是順磁共振。當(dāng)M是鐵磁體中的磁化強(qiáng)度（單位體積中的磁矩）時(shí)，這種磁共振就是鐵磁共振。當(dāng)M=Mi是亞鐵磁體或反鐵磁體中第i個(gè)磁亞點(diǎn)陣的磁化強(qiáng)度時(shí)，這種磁共振就是由 i個(gè)耦合的磁亞點(diǎn)陣系統(tǒng)產(chǎn)生的亞鐵磁共振或反鐵磁共振。當(dāng)M是物質(zhì)中的核磁矩時(shí)，就是核磁共振。這幾種磁共振都是由自旋磁矩產(chǎn)生的，可以統(tǒng)一地用經(jīng)典唯象的旋磁方程dM/dt=γMBsinθ[相應(yīng)的矢量方程為d M/dt=γ（ M×B]來(lái)描述。

磁共振

回旋共振 帶電粒子在恒定磁場(chǎng)中產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。設(shè)電荷為q、質(zhì)量為m的帶電粒子在恒定磁場(chǎng)B中運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為v.當(dāng)磁場(chǎng)B與速度v相互垂直時(shí)，則帶電粒子會(huì)受到磁場(chǎng)產(chǎn)生的洛倫茲力作用，使帶電粒子以速度v繞著磁場(chǎng)B旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角頻率稱(chēng)為回旋角頻率。如果在垂直B的平面內(nèi)加上高頻電場(chǎng)E（ω）（ω為電場(chǎng)的角頻率），并且ω=ωc，則這帶電粒子將周期性地受到電場(chǎng) E（ω）的加速作用。因?yàn)檫@與回旋加速器的作用相似，故稱(chēng)回旋共振。又因?yàn)椴患痈哳l電場(chǎng)時(shí)，這與抗磁性相類(lèi)似，故亦稱(chēng)抗磁共振。當(dāng)v垂直于B時(shí)，描述這種共振運(yùn)動(dòng)的方程是d（mv）/dt=q（vB），若用量子力學(xué)圖像描述，可以把回旋共振看作是高頻電場(chǎng)引起帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的朗道能級(jí)間的躍遷，滿(mǎn)足共振躍遷的條件是：

即ω=ωc.

各種固體磁共振在恒定磁場(chǎng)作用下的平衡狀態(tài)，與在恒定磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)（回旋共振時(shí)為高頻電場(chǎng)）同時(shí)作用下的平衡狀態(tài)之間，一般存在著固體內(nèi)部自旋（磁矩）系統(tǒng)（回旋共振時(shí)為載流子系統(tǒng)）本身及其與點(diǎn)陣系統(tǒng)間的能量轉(zhuǎn)移和重新分布的過(guò)程，稱(chēng)為磁共振弛豫過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)磁弛豫。在自旋磁共振的情形，磁弛豫包括自旋（磁矩）系統(tǒng)內(nèi)的自旋-自旋（S-S）弛豫和自旋系統(tǒng)與點(diǎn)陣系統(tǒng)間的自旋-點(diǎn)陣（S-L）弛豫。從一種平衡態(tài)到另一種平衡態(tài)的弛豫過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為弛豫時(shí)間，它是能量轉(zhuǎn)移速率或損耗速率的量度。共振線(xiàn)寬表示能級(jí)寬度，弛豫時(shí)間表示該能態(tài)壽命。磁共振線(xiàn)寬與磁弛豫過(guò)程（時(shí)間）有密切的聯(lián)系，按照測(cè)不準(zhǔn)原理，能級(jí)寬度與能態(tài)壽命的乘積為常數(shù)，即共振線(xiàn)寬與弛豫時(shí)間（能量轉(zhuǎn)移速度）成反比。因此，磁共振是研究磁弛豫過(guò)程和磁損耗機(jī)制的一種重要方法。