Erweiterung des NMR-Versuchs im F-Praktikum um eine ...

3 Methoden der NMR und ihre Unterschiede 15
3.2 Gepulste NMR
Bei der gepulsten NMR wird, anders als bei der cw-NMR, nicht die jeweilige Leistungsaufnahme
des Systems gemessen, man kippt vielmehr die Magnetisierung über einen HF-
Puls B HF teilweise in die xy-Ebene (siehe Kapitel 2).
Daraufhin untersucht man die transversale Magnetisierung M ⊥ durch Messung der in der
Spule induzierten Spannung, aus ihrem Verlauf ergibt sich das NMR-Spektrum. Dieses
Verfahren lässt sich in drei Vorgänge unterteilen:
Puls zur Anregung
Signalaufnahme
Signalauswertung
Die einzelnen Vorgänge werden im Folgenden genauer betrachtet.
3.2.1 Der Anregungspuls
Durch den Anregungspuls wird die Magnetisierung, wie zuvor erwähnt, um den Winkel θ
aus ihrer ursprünglichen Richtung ausgelenkt. Für diesen Winkel zwischen ursprünglicher
und aus dem Puls resultierender Magnetisierung gilt nun:
∫
θ =
ω B1 dt = γ
∫T P
0
B 1 (t)dt = γ B HF
2 T P (3.1)
Wie bereits in Abschnitt 2.4 kurz angesprochen, sind die Larmorfrequenzen der Kerne auf
Grund von Inhomogenitäten leicht unterschiedlich, die NMR-Linie ist dadurch also verbreitert.
Um nun trotzdem in allen Kernen Übergänge zu erzeugen muß das Frequenzspektrum
des Anregungspulses ebenfalls aufgeweitet werden, dabei gibt es zwei gebräuchliche
Methoden:
Zum Einen die automatische Verbreiterung des Frequenzspektrums durch den sehr kurzen
Puls T P ≈ 1 − 5µs:
Man betrachte ein HF-Signal mit folgender Signalform (z.B. Spannung):
u(t) = Ξ(T P , t) · u 0 e iΩt (3.2)
Mit der Heavyside-Funktion ξ(T P , t), deren Werte gegeben sind durch:
{
1 fr|t| ≤ T P
ξ(T P , t) =
2
0 sonst
(3.3)