共振現象的物理原理（物理共振的原理是什么?要詳細點的）

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當物體的固有頻率相同時，核磁共振(NMR)的原理是原子核在外磁場作用下自旋角動量的進動。根據量子力學原理，原子核和電子一樣，也有自旋角動量，具體數值由原子核的自旋量子數決定。實驗結果表明，不同類型原子核的自旋量子數也不同：質量數和質子數均為偶數的原子核，自旋量子數為零，質量數為奇數，自旋量子數為半整數，質量數為偶數，質子數為奇數，自旋量子數為整數。到目前為止，只有自旋量子數等于1/2的原子核的核磁共振信號才能被人們利用。人們常用的原子核有：1H、11B、13C、17O、19F、31P。由于原子核帶有電荷，當原子核自旋時，自旋會產生一個磁矩，其方向與原子核的自旋方向相同，大小與原子核的自旋角動量成正比。把原子核放在外磁場中，如果原子核的磁矩與外磁場的磁矩不同，原子核的磁矩會繞外磁場的方向旋轉。這種現象類似于陀螺在旋轉時轉軸的擺動。它被稱為歲差。進動有能量，有一定的頻率。原子核進動的頻率是由外加磁場的強度和原子核本身的性質決定的。也就是說，對于一個特定的原子，在一定強度的外加磁場中，其核自旋進動的頻率是固定的。核進動的能量與磁場、核磁矩、磁矩與磁場的夾角有關。根據量子力學原理，原子核的磁矩與外加磁場的夾角不是連續分布的，而是由原子核的磁量子數決定的。原子核磁矩的方向只能在這些磁量子數之間跳躍，而不能平滑變化，從而形成一系列能級。當原子核在外加磁場中接收到來自其他來源的能量輸入時，就會發生能級躍遷。即原子核的磁矩與外加磁場之間的角度會發生變化。這種能級躍遷是獲得核磁共振信號的基礎。為了使原子核自旋的進動有一個能級躍遷，需要給原子核提供躍遷所需的能量，這種能量通常由外部射頻場提供。根據物理學原理，當外界射頻場的頻率與原子核自旋進動的頻率相同時，射頻場的能量可以被原子核有效吸收。它有助于能量水平的轉換。因此，特定的原子核只在給定的外磁場中吸收特定頻率射頻場提供的能量，從而形成核磁共振信號。

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