磁共振成像的原理（二）

上一篇文章学习了原子核，原子核的自旋，今天继续学习原子核的进动。

进动

进动是指一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动。（如下图所示）

我们生活中见到的陀螺的运动就是这样的：

那原子核在什么外力作用下会发生进动呢？

鬼吹灯这个电视节目不知道你们有没有看过，里面有这样一个场景，他们在探古墓的时候手拿一个罗盘针，我们都知道罗盘针正常情况下是指南指北的，但如果古墓里有异常磁场，罗盘针就会高速旋转。

所以就是外部的磁场导致了小磁针的旋转。

（这里的磁场就是核磁共振成像中的“磁”）

同理，当我们把原子核放入一个磁场当中时（如下图中北极和南极之间回形成一个磁场），原子核自旋形成的磁性效应与外加的磁场相互作用，原子核就会在自旋的基础上，绕着外加磁场的方向进行旋转，即产生了进动。

进动的频率与自旋核角速度及外加磁场有关，可用拉莫尔方程表示：

w=yB0，

(w：进动的频率，即一秒能转多少圈；y：旋磁比，是一个系数，依不同的原子核而不同；B0：外加磁场的强度。)

除此之外，原子核还发生了一个明显的变化，有没有发现呢？

对比一下原来的杂乱无章，加了外磁场之后，原子核的运动是不是整齐多了。

就像外磁场喊了一声“立正”一样。

但仔细观察我们会发现，这些原子核确实是排好队了，但是方向并不完全一致，其中大部分是顺着磁场方向的，有一小部分是逆着磁场方向的。

为了便于理解，我们把所有的原子核放到同一个轴上。

由于顺着磁场方向的原子核比较多，所以整体的磁场方向还是顺着磁场的，那一小部分不服从安排也没办法了，整体服从就可以了。

(就像班级里总有几个不听话的学生，但是大部分学生听话的话，班级也不至于乱套)

看到这个图，不知道会不会有人产生这样的疑问，只有竖直方向上有磁场分量，那水平方向呢？

的确，对于单个原子核来说，水平方向是存在磁场分量的，且还是在不停变化的，因为它在水平方向上不停地划着圆圈，但是一堆原子核在一起，处在圆圈中哪个位置的都有，是不是就互相抵消掉了呢？

所以一堆原子核在一起，只剩下了磁场竖直方向的分量啦，水平方向磁场分量为0。

现在还有最后一个问题：

那两个不同方向的原子核有什么区别呢？

我们知道世间万物都是趋于低能态的，低能态就是你不让我累，最自然的状态。对于小磁针来说自然指北的状态就是低能态，用手一掰指向南就成高能态了。在这里，顺着磁场方向排列的原子核就是低能态，逆着排列的是高能态。

今天的学习就到这啦，核磁共振成像中的“核”以及“磁”就学完了，下次继续学习“共振”。