物質(zhi)由(you)原(yuan)子構(gou)成(cheng),質(zhi)子是(shi)原(yuan)子核內的(de)主要(yao)微粒,核(he)磁(ci)信(xin)號(hao)就是(shi)來(lai)源於(yu)質子。以氫(qing)質子為(wei)例,由於(yu)其(qi)帶有(you)正(zheng)電荷,且(qie)自身高速旋(xuan)轉,可以看(kan)作(zuo)壹(yi)個(ge)環形(xing)電流,由電磁理(li)論(lun)可知,電(dian)生磁(ci),質(zhi)子產生(sheng)壹(yi)個(ge)磁矩,可以將(jiang)其(qi)看(kan)作(zuo)壹(yi)個(ge)小磁(ci)針。樣(yang)品(pin)內部(bu)無(wu)數(shu)的(de)小磁(ci)針按(an)自(zi)身(shen)的(de)方向(xiang)雜(za)亂(luan)排(pai)列(lie),相(xiang)互(hu)抵消,總磁矩為(wei)零(ling)。

當(dang)樣(yang)品置於壹(yi)個(ge)靜(jing)磁(ci)場(chang)中時,原(yuan)有(you)的(de)平衡被打(da)破了。根(gen)據(ju)量子力(li)學原(yuan)理(li),核磁(ci)矩在外(wai)磁場(chang)中的(de)空間(jian)取(qu)向(xiang)是(shi)量子化的(de),只(zhi)能(neng)取(qu)確定(ding)的(de)方向(xiang),氫(qing)核可取(qu)兩(liang)個(ge)方向(xiang),這(zhe)兩個(ge)方向(xiang)的(de)位能(neng)不同(tong),壹(yi)高壹(yi)低(di)。氫(qing)核從(cong)原(yuan)有(you)的(de)平衡狀態(tai)到裂分為(wei)兩個(ge)取(qu)向(xiang),成(cheng)為(wei)塞(sai)曼能(neng)級分裂。形(xing)象的(de)說,好(hao)比(bi)小磁(ci)針放(fang)到靜(jing)磁(ci)場(chang)後(hou),分(fen)為(wei)了兩(liang)個陣(zhen)營(ying):順從(cong)派(pai)和(he)抵抗(kang)派。順從(cong)派(pai)能量較小,能(neng)級較低(di),和(he)靜(jing)磁(ci)場(chang)方向(xiang)相同(tong),抵抗(kang)派能量較大(da),能級(ji)較高,和(he)靜(jing)磁(ci)場(chang)方向(xiang)相反(fan),且(qie)兩派的(de)力(li)量不均(jun)等(deng),順從(cong)派(pai)稍多於(yu)抵抗(kang)派(pai),每10萬個(ge)核,兩(liang)派(pai)數(shu)量差壹(yi)個(ge)。就是(shi)這(zhe)多出(chu)的(de)壹(yi)個(ge)磁矩,積(ji)少成(cheng)多,形(xing)成(cheng)了(le)壹(yi)個(ge)與主磁(ci)場(chang)同(tong)方向(xiang)的(de)磁化(hua)矢量,是(shi)核磁(ci)共(gong)振信號(hao)的(de)來(lai)源。

磁化(hua)矢(shi)量沿(yan)主(zhu)磁場(chang)方向(xiang)旋(xuan)轉,如(ru)果施(shi)加(jia)壹(yi)個(ge)適宜的(de)射(she)頻(pin)場(chang),該磁(ci)化矢量就會(hui)發生(sheng)傾斜(xie),從而形(xing)成(cheng)核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)信號(hao)。適(shi)宜的(de)射(she)頻(pin)場(chang)是(shi)指(zhi)頻(pin)率(lv)與磁化(hua)矢量拉(la)莫(mo)爾進動(dong)頻(pin)率(lv)壹(yi)致(zhi)。如(ru)前面(mian)講(jiang)的(de)比(bi)喻(yu),磁(ci)化(hua)矢(shi)量好(hao)比(bi)壹(yi)個(ge)垂直於地(di)面(mian)的(de)沙(sha)袋(dai),射(she)頻(pin)場(chang)發射(she)的(de)脈(mai)沖(chong)好(hao)比(bi)拳頭(tou),只(zhi)有(you)拳頭(tou)力(li)量匹(pi)配(pei)沙(sha)袋(dai)的(de)重量,沙(sha)袋(dai)才會(hui)傾斜(xie),從而在地(di)面(mian)形(xing)成(cheng)壹(yi)個(ge)投(tou)影(ying)。這(zhe)個投(tou)影(ying)就是(shi)儀器(qi)檢測(ce)到的(de)核磁(ci)信號(hao)。沙(sha)袋(dai)傾斜(xie)後(hou)會(hui)逐(zhu)漸(jian)回(hui)復到平衡狀態(tai),投(tou)影(ying)會(hui)越來(lai)越小,直(zhi)至(zhi)消(xiao)失(shi),檢(jian)測(ce)到的(de)核磁(ci)信號(hao)也(ye)是(shi)壹(yi)個(ge)衰(shuai)減(jian)的(de)信號(hao)。