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核磁共振（NMR）是一种用来研究物质的分子结构及物理特性的光谱学方法。在磁场的激励下，具有磁性的原子核存在不同的能级，如果此时外加一个能量，使其恰好等于相邻两个能级之差，则该原子核就可能吸收能量（即共振吸收），从低能态跃迁到高能态，所吸收能量的数量级相当于射频率范围的电磁波。因此核磁共振就是通过研究原子核对射频能的吸收进行结构测定、定性与定量分析。
原子核的自旋运动具有一定的自旋角动量，其自旋角动量也是量子化的，它与自旋量子数I存在一定的函数关系。只有自旋量子数大于0的原子核才有自旋现象。
由于原子核是带正电荷的，故在它自旋时会产生磁矩，核的磁旋比越大，其磁性也越强，在核磁共振中越容易被检出。
自旋量子数与原子核的质量数及电荷数有关，即与核中质子数和中子数有关。其中，I=1/2的核（1H、13C）电荷呈球形分布，核磁共振现象较为简单，是核磁共振研究的主要对象。
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