磁共振指的是自旋磁共振(spin magnetic resonance)现象,指具有磁矩的微观粒子体系在恒定外磁场中,磁矩相对于磁场方向只能取几种量子化的方位;若垂直于恒定磁场方向加一交变磁场,在适当条件下能改变磁矩的方位,使磁矩体系选择地吸收特定频率的交变磁场能量的现象。 其意义上较广,包含有核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)、电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance, EPR)或称电子自旋共振(electron spin resonance, ESR)。用于医学检查的主要是磁共振共像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)。
磁共振是在固体微观量子理论和无线电微波电子学技术发展的基础上被发现的。1945年首先在顺磁性Mn盐的水溶液中观测到顺磁共振,第二年,又分别用吸收和感应的方 磁共振法发现了石蜡和水中质子的核磁共振;用波导谐振腔方法发现了Fe、Co和Ni薄片的铁磁共振。1950年在室温附近观测到固体Cr2O3的反铁磁共振。1953年在半导体硅和锗中观测到电子和空穴的回旋共振。1953年和1955年先后从理论上预言和实验上观测到亚铁磁共振。随后又发现了磁有序系统中高次模式的静磁型共振(1957)和自旋波共振(1958)。1956年开始研究两种磁共振耦合的磁双共振现象。这些磁共振被发现后,便在物理、化学、生物等基础学科和微波技术、量子电子学等新技术中得到了广泛的应用。例如顺磁固体 量子放大器,各种铁氧体微波器件,核磁共振谱分析技术和核磁共振成像技术及利用磁共振方法对顺磁晶体的晶场和能级结构、半导体的能带结构和生物分子结构等的研究。原子核和基本粒子的自旋、磁矩参数的测定也是以各种磁共振原理为基础发展起来的。
磁共振也有称之为核磁共振,是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。
核磁共振应用:核磁共振成像(MRI)检查已经成为一种常见的影像检查方式,核磁共振成像作为一种新型的影像检查技术,不会对人体健康有影响,但六类人群不适宜进行核磁共振检查:即使安装心脏起搏器的人、有或疑有眼球内金属异物的人、动脉瘤银夹结扎术的人、体内金属异物存留或金属假体的人、有生命危险的危重病人、幽闭恐惧症患者等。不能把监护仪器、抢救器材等带进核磁共振检查室。另外,怀孕不到3个月的孕妇,最好也不要做核磁共振检查。
历史上曾经发生过这样两起惨剧:一起事件发生在拿破仑的军队入侵西班牙的时候,一支部队行军经过一座桥,军官喊着口号,士兵们迈着整齐的步伐,突然,桥的一端断裂了,所有人都被抛进了水里,很多人淹死了;另一起相似的事件发生在俄国圣彼得堡,同样是部队经过桥梁,桥发生塌陷,桥毁人亡。后来,人们找到了发生这种现象的原因:共振。
桥梁有自己固有的振动频率。当许多人迈着整齐的步伐经过时,脚步所产生的作用力也有一定的频率。当这两个频率接近或相等时,就会产生共振,使桥的振动越来越强,直到桥梁本身的结构支撑不住,就会酿成上述的悲剧。为此,世界各国的军队都有一个规定:部队过桥时不能以整齐划一的步伐通过。
你可能会问:那我们平常过桥时为什么不会发生共振呢?那是因为,平时通过桥梁的行人和车辆的频率是杂乱无章的,不存在统一的节奏,这些振动彼此之间会抵消掉一部分,所以不会引起共振。其实,共振现象在生活中还有许多应用,比如荡秋千。在没有别人帮忙推动的时候,为什么我们仅靠自己就可以把秋千越荡越高呢?这就是通过不断调整姿势和角度,让秋千发生共振的结果。