拉莫尔频率是原子核、原子或分子中的
磁偶极子在外磁场作用下绕磁场方向旋进的角频率,其数值由
旋磁比(γ)和外磁场强度(B00。该频率是
核磁共振现象发生的必要条件,当施加的
射频脉冲频率与体系拉莫尔频率匹配时,会产生共振能量交换。不同原子核因旋磁比差异,在相同磁场中具有不同的拉莫尔频率(如氢核在1T磁场下为42.58MHz,碳13核为10.71MHz),这一特性被广泛应用于
核磁共振谱学、医学成像及地质勘探领域。
磁偶极子(如
质子、
中子等具有
自旋特性的微观粒子)在外加静磁场中受
磁力矩作用,其
磁矩绕磁场方向作周期性旋进运动,该旋进运动的角频率即为拉莫尔频率。此现象可通过经典力学模型描述:磁矩μ在磁场B00$,导致角动量矢量发生进动,进动角速度与磁场强度成线性关系。
拉莫尔频率的定量关系由
拉莫尔方程确定:$$$$其中γ为旋磁比(核种特异性常数),B0为外磁场强度。例如:
在
磁共振成像(MRI)中,
梯度磁场会线性改变主磁场强度,导致不同空间位置的质子具有差异化的拉莫尔频率。通过该原理实现: