Redigerer Kjernemagnetisk resonans (avsnitt)

==Bakgrunn==
Alle kjerner har en [[elektrisk ladning|ladning]] og noen av disse spinner rundt sin egen [[Rotasjon om en fast akse|akse]] og genererer en magnetisk [[dipol]]. Momentet kan beskrives av kjernens [[kvantetall|spinnkvantetall]] I. Kjerner med I = 0 har ingen spinn og kan derfor ikke studeres ved hjelp av NMR. Dette gjelder blant annet <sup>12</sup>C og <sup>16</sup>O.

En kjerne som spinner har et [[vinkelmoment]] P og sammen med ladningen i kjernen gir dette opphav til [[kjernemagnetisk moment]] μ. Sammenhengen mellom disse er gitt ved
:<math>\mu = \gamma P</math> 
hvor <math>\gamma</math> angir [[gyromagnetisk forhold]] og sier noe om hvor sterk magnetkjernene er.

Når molekyler påvirkes av et ytre statisk magnetfelt B<sub>0</sub> vil kjernene orientere seg med eller mot feltet. Kjernens magnetisk [[kvantetall]] <math>m</math> bestemmer hvor mange [[energitilstand]]er kjernene kan være i. Sammenhengen mellom <math>I</math> og <math>m</math> er gitt ved <math>m = 2I+1</math>. For en kjerne med I = ½ blir dette to energitilstander, henholdsvis parallell (½) eller anti-parallell (-½). Kjernene vil fordele seg mellom disse to tilstandene i henhold til [[Boltzmanns fordelingslov]]. 

Kjerner i et magnetfelt har en presjonsbevegelse. [[Rotasjonsfrekvens]]en til kjernene, [[Lamor-frekvensen]], er proporsjonal med det eksterne magnetfeltet;

:<math>\nu= - \dfrac{\gamma B_0}{2\pi}</math>

der ν angir Lamor-frekvensen, γ gyromagnetisk forhold for kjernen og B0 = det eksterne magnetfeltet.

Når kjerner forandrer energitilstand dannes det kjernemagnetisk resonans. For at dette skal skjer må det tilføres energi, noe som gjøres ved bruk av radiobølgepulser ([[elektromagnetisk stråling]]). Disse må ha nøyaktig samme energi som Lamor-frekvensen til kjernen og energien er gitt av ligningen

:<math>\Delta E = h \nu = \dfrac{h \gamma B_0}{2\pi}</math>

hvor h er [[Plancks konstant]].

Under et NMR-forsøk utsettes hver kjerne for et magnetfelt, der strålingen er lik Lamor-frekvensen til kjernen. For kjerner med spinkvantetall ½, betyr det at atomer i laveste energitilstanden (½) eksiteres til den høyere tilstanden (-½), og [[resonans]] oppstår. Når strålingen fjernes vil kjerne få tilbake den opprinnelige energitilstanden; den relakserer, og det [[emisjonsspekter|emmiteres]] energi. NMR spekteret dannes på grunnlag av målinger av emmiterte energi og frekvenser. Dette gir informasjon om kjernens omgivelser, stereokjemi og type kjerner.

Alle NMR-eksperiment er basert på bruken av [[puls]]sekvenser, med en eller flere puls-impulser gis med en bestemt tidsavstand. Pulser har en retning i rommet og en vinkel. Denne er vanligvis på 90° eller 180°. En puls på 90° gjør populasjonene like, mens en puls på 180° inverterer populasjonen.{{klargjør}} I det øyeblikk en puls skrus av vil [[magnetiseringsvektor]]en M<sub>0</sub> relaksere til likevekt. Dette skjer ved at M<sub>z</sub>-komponenten relakserer tilbake til M<sub>0</sub>, mens M<small>x</small>- og M<small>y</small>-komponentene går mot null.