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工程电磁场报告 仪电一班 付群健 一、电荷的弛豫现象 驰豫,就是一个宏观平衡系统由于周围环境的变化或受到外界的作用而变为非平衡状态，这个系统再从非平衡状态过渡到新的平衡态的过程就称为弛豫过程。弛豫过程实质上是系统中微观粒子由于相互作用而交换能量，最后达到稳定分布的过程。弛豫过程的宏观规律决定于系统中微观粒子相互作用的性质。因此，研究弛豫现象是获得这些相互作用的信息的最有效途径之一。驰豫法是测定快速反应动力学参数的一种常用实验方法，适用于半衰期小于10-3秒的反应。驰豫法以体系建立新的平衡状态作为讨论的基础，其突出的优点在于可以简化速率方程，它能用线形关系来表示，而与反应的级数无关。 在声波的吸收过程中，由于驰豫现象的存在也会引起媒质的吸收。 微波加热物质中，如果外电场以一定频率振荡, 由于分子本身的热运动以及相邻分子之间的相互作用, 分子转向极化的运动相对于外电场的变化有一个时间上的滞后, 这种滞后现象称为驰豫。 驰豫的宏观效果就使一部分电磁能转化为分子热运动的动能而使分子运动加剧,最终导致电介质的温度升高而达到加热的目的。 弛豫在核磁共振中： 核磁共振驰豫时间(T1,T2)当氢原子核被置于固定的强磁场中时,会分成顺磁场和逆磁场两种方向排列,而形成两种能级状态。这时若用无线电波来照射这些氢原子核,各氢原子核会因周围环境的差异而吸收不同频率的无线电波的能量从低能级向高能级跃迁,这种现象称核磁共振(NMR)。使氢原子核发生核磁共振的条件是:ω=26753H0式中 H0表示氢原子核周围磁场的强度,ω表示使该氢原子核产生共振跃迁的无线电波的频率,比例常数26753,是氢原子核的旋磁。 弛豫过程过程过程的本质特征的本质特征? 物质单位体积中所有原子核磁矩的矢量和称为原子核的磁化强度矢量M0。无外磁场作用时，由于热运动，自旋核系统中各个核磁矩的空间取向杂乱无章，M0=0。有外磁场B0（沿z轴方向）时，磁化强度矢量沿外磁场方向。若在垂直于磁场B0（90°）方向施加射频场，磁化强度矢量将偏离z轴方向（偏离时称M0为M）；一旦射频脉冲场作用停止，自旋核系统自动由不平衡态恢复到平衡态，并释放从射频磁场中吸收的能量。? NMR中的弛豫按其机制的不同分为两类[1]：一类是在RF场关断后，自旋核和周围晶格互相传递能量，使粒子的状态呈玻耳兹曼（Boltzmann）分布，称为纵向弛豫，又叫T1弛豫。由于这个过程是氢核与周围物质进行热交换，最后到达热平衡，故又称为热驰豫或自旋-晶格驰豫。磁化强度矢量M在90°RF脉冲停止照射后，在z轴方向恢复到原来最大值的63％时所需时间叫纵向驰豫时间。?另一类是在RF场关断后，由于各个共振核的化学环境不同，致使它们的相位逐渐恢复到不同步、整个共振核系统的分布符合平衡状态的要求，这个过程为横向弛豫过程也叫T2弛豫。由于是自旋核之间相互交换能量的过程，所以又叫自旋-自旋驰豫过程。磁化强度矢量M在90°RF脉冲作用下，倒向xy平面，并在xy平面散开，撤除RF照射后，其宏观磁矩水平分量减小63％时所需的时间叫做横向弛豫时间。这个过程表示M在xy平面的投影从最大值衰减到零的变化快慢，其本质是自旋核的磁矩由相对有序状态向相对无序状态的过渡过程。 二、趋肤效应 定义：当导线通过交流电时，因导线的内部和边缘部分所交链的磁通量不同，致使导线表面上的电流产生不均匀分布，相当于导线有效截面减少，这种现象称为趋肤效应。? 解析 导体中的 HYPERLINK /view/529516.htm \t _blank 交变电流在趋近导体表面处电流密度增大的效应。在直长 HYPERLINK /view/56043.htm \t _blank 导体的截面上，恒定的 HYPERLINK /view/10897.htm \t _blank 电流是均匀分布的。对于交变电流， HYPERLINK /view/56043.htm \t _blank 导体中出现自感电动势抵抗电流的通过。这个 HYPERLINK /view/56014.htm \t _blank 电动势的大小正比于导体单位时间所切割的 HYPERLINK /view/132307.htm \t _blank 磁通量。以圆形截面的导体为例,愈靠近导体中心处,受到外面磁力线产生的自感电动势愈大；愈靠近表面处则不受其内部磁力线消