Kernspin-Resonanz (NMR)

Die Kernspin-Resonanz (engl. nuclear magnetic resonance, NMR) gehört zusammen mit der weniger bekannten Elektronenspin-Resonanz (engl. electron paramagnetic resonance, EPR) zu den Methoden der magnetischen Resonanz.

Beide Methoden beruhen auf der Ausrichtung des Spins (Kern- oder Elektronenspin) in einem äußeren Magnetfeld und der Möglichkeit, durch elektromagnetische Strahlung entsprechender Wellenlänge (Radiofrequenz in der NMR, Mikrowelle in der EPR) zwischen diesen Einstell-Möglichkeiten Übergänge zu induzieren.

Das Resonanzphänomen der magnetischen Resonanz

Beim Anlegen eines statischen Magnetfeldes B₀ gibt es für einen Kernspin I, der mit einem magnetischen Moment μ = -gμ_BI verknüpft ist, zwei Einstellmöglichkeiten für die Komponente des magnetischen Moments bezüglich der Richtung des Feldes B₀, die sich energetisch um

unterscheiden. μ_B ist das Bohrsche Magneton und g der molekülspezifische, dimensionslose g-Faktor. In Abhängigkeit vom angelegten Magnetfeld kann man mit senkrecht zu B₀ polarisierten Mikrowellen magnetische Dipolübergänge induzieren und dabei den Spin umklappen. Die Resonanzbedingung lautet dann

Eine graphische Veranschaulichung des Resonanzphänomens der magnetischen Resonanz liefert die folgende Abbildung.

Abbildung: Das Resonanzphänomen in der magnetischen Resonanz. Erläuterungen im Text.