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靜磁場中，磁性核存在不同能級。用一特定頻率的電磁波照射樣品，核會吸收電磁波進(jìn)行能級間的躍遷，此即核磁共振。
核磁共振是指頻率在60兆赫以上（波長在納米級）的低能量電磁波與物質(zhì) 原子核相互作用的一種物理現(xiàn)象。核磁共振的能量較大，故當(dāng)它照射到分子上時，會引起分子中價電子能級的躍遷。紅外光的能量較低，它只能引起分子中成鍵原子核間振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷。核磁共振波的能量更低，它產(chǎn)生是原子核自旋能級的躍遷。 原子核除了具有電荷和質(zhì)量外，約有半數(shù)以上的原子核具有自旋。由于原子核是帶電荷的粒子，旋轉(zhuǎn)時即產(chǎn)生一小磁場。這些原子核的能量在強(qiáng)磁場中將分裂成兩個或兩個以上的量子化能級。當(dāng)適當(dāng)波長的電磁輻射照射這些在磁場中的核時，原子核便在這些磁誘導(dǎo)能級之間發(fā)生躍遷，并產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的吸收訊號。
核磁共振儀主要由磁體、譜儀、探頭和工作站四部分組成。磁體的作用是提供一個穩(wěn)定的高強(qiáng)度磁場，目前商業(yè)核磁已經(jīng)能夠提高900ＭＨＺ的*磁場。
譜儀用于供給固定頻率的電磁輻射。試樣管安放在試樣探頭中可使試樣管固定在磁場中某一確定的位置。接受線圈和傳送線圈也安裝在試樣探頭中，以保證試樣相對于這些組件的位置不變。試樣探頭還裝有氣動渦輪，能使試樣管繞其軸迅速旋轉(zhuǎn)，以減少磁場不均勻影響。
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