二战前后核磁共振实验技术的发展

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1、二战前后核磁共振实验技术的发展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蔡曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程，下面是小编搜集整理的一篇关于二战前后核磁共振实验技术探究的论文范文，欢迎阅读参考，希望对你的论文写作有帮助。1、二战结束之前核磁共振实验的发展1.1核磁共振研究的开端，这个时期主要以物理学的纯基础理论研究为特征自从19世纪末，20世纪初人类对于微观世界的科学探究真正起步后，不论是在实验还是在理论方面都在不断取得突破和进展。正如麻省理工学院物理系电子研究实验室的丹尼尔#克

2、莱普纳(DanielKleppner)所说，20世纪初那些深刻改变了我们的世界观的，物理学天才们的思想和成就，主要是建立在当时重要的物理实验发现之上的[1].可以说，物理实验是物理基础理论创新和发展的主要源泉和基础。核磁共振研究应当说是从斯特恩(OttoStern)的分子束实验开始的。1912年，斯特恩从德国的布雷斯劳大学(UniversityofBreslau)获得物理化学博士学位后，作为爱因斯坦的助手，追随爱因斯坦，先后到过布拉格大学和苏黎世大学任教。1914他开始在法兰克福大学工作，职务是理论物理

3、学的无薪教师(Privatdocent)，服兵役归来后，1919年斯特恩在法兰克福大学开始和玻恩一起工作，玻恩时任该校理论物理系主任。就在这一年，斯特恩观察到，注入高真空室内的原子或分子沿直线运动，形成一束粒子流，在某些方面类似于光束。使斯特恩成名的实验工作就是由此发展起来的。1919年，斯特恩对银原子束首次应用了这一方法，以检验1850年前后气体中分子速率的理论计算结果。1920年，斯特恩在他的助手彼得#勒特斯和盖拉赫的帮助下，用实验事实无可辩驳地说明了在外加非均匀磁场的作用下，原子的空间取向是量子化

4、的，并测量出了质子这一亚原子粒子的磁矩。这就是非常著名的斯特恩-盖拉赫实验，斯特恩也因此在1943年获得了诺贝尔物理学奖[2].当时正值第一次世界大战刚刚结束，玻恩所主持的物理系资金异常紧张。从1920年1月始，玻恩连续面向公众做了多次有偿的关于爱因斯坦广义相对论的报告，从中得到了约七千马克的收入[3].有了这笔资金作保证，斯特恩的实验才得以正常进行。美国著名科学史家和科学哲学家库恩在1962年对于斯特恩的访谈[4],印证了斯特恩当年的科学研究的出发点完全是基于对于物质世界的本质进行探究的好奇心的，很显

5、然他没有也不可能预见到核磁共振实验对于当今人类生产和生活的巨大影响。1.2核磁共振实验研究在美国的发展，核磁共振开始向应用研究发展1927年6月，申请到哥伦比亚大学赴欧留学奖学金的拉比(IsidorIsaacRabi)携妻子海伦踏上了赴欧求学之路。当时，斯特恩已成为了汉堡大学的物理化学教授和实验室主任，并且创建了颇有影响的分子束实验室。见到斯特恩后，拉比将自己对于分子束实验的一个改进思想告诉了斯特恩，斯特恩立即建议拉比在他的分子束实验室里将这一想法付诸实践。拉比在均匀磁场中完成了他的第一个分子束实验。1

6、929年回到美国后，在哈罗德#尤里(HaroldUrey)的帮助下，拉比在哥伦比亚大学创建了分子束实验室。[5]从此，原本专攻理论物理的拉比开始了他一系列成就非凡的核磁共振实验研究。1944年，拉比由于发明了精确测定一些核磁属性的方法而获得了诺贝尔物理学奖。到这个时候，世界上仍没有将核磁共振实验技术转向应用研究发展的端倪出现。在二战之前，美国政府对科技活动的支持仅限于个别领域，对全国科技如何发展，政府并没有形成全面影响的指导政策。基础研究是以民间支持自由发展为主，政府的功能主要体现在立法上。在宪法中规定

7、了要保护发明人的权益。1790年制定了保护专利的第一部法律。1802年成立了联邦专利局。1862年林肯政府通过了5土地赠与法案6(TheLandGrantAct)，宽泛地鼓励对教育和研究事业的支持。总的来说，二战前美国基本谈不上什么系统的科技政策，政府主要是对农业部门进行适度的支持[6].而哥伦比亚大学是一所私立的常春藤盟校，所以拉比的赴欧留学是一种在当时的政策大环境下的个人行为。1963年12月库恩对他进行访谈时，拉比回忆说，他认为在他去欧洲之前，美国本土并没有几个真正懂量子力学的物理学家，他到欧洲学

8、习的主要志向就是要改变美国物理学落后的现状的[9].在得到在美国访问的海森堡的推荐，回到哥伦比亚大学当讲师后，拉比能建立分子束实验室在很大程度上得益于尤里(HaroldUrey,一个1934年获得诺贝尔奖的化学家)的慷慨捐助。尤里将自己7600美元的诺贝尔奖金的一半给了资金遇到困难的拉比，他对别人说：/那个人(拉比)将会获得诺贝尔奖0[7].2、二战结束之后核磁共振实验技术的发展2.1核磁共振开始真正进入实用技术领域接下来对核磁共振研究的理