小孔成像实验报告 (2)

小孔成像实验报告

班级姓名学号成绩

一、实验目的：

1、通过本实验理解光的直线传播原理；

2、探究小孔成像的规律

二、实验材料：

蜡烛、打火机、薯片罐（或别的废旧圆柱形小筒）、硬纸卡、半透明薄纸

三、实验过程及结果记录：

1、按照书本P92页活动所示制作三个小孔直径分别为1mm 、2mm 、3mm 的小孔成像仪

2、点燃一根蜡烛并固定，在距蜡烛5cm处上下调整小孔成像仪与蜡烛火焰间位置直到

看到清晰的像为止。当时可以看到清晰的像。

3、找到合适位置后将三个不同直径的小孔成像仪固定在该处，观察半透明薄纸中的像，

4、探究小孔成像规律：选择其中成像最清晰的一个小孔成像仪，在距蜡烛5cm处固定

小孔成像仪，前后移动纸筒位置，改变光屛和小孔成像仪间的距离，观察像的大小有怎样的变化？像是正立的还是倒立的？

四、实验结论：

1、通过实验，我认为要制作一个成像清晰的小孔成像仪有以下几个注意事项：

2、小孔成像的规律有：当时呈放大倒立的像，当时呈缩小倒立的像，当时呈等大倒立的像。

五、实验反思

实验结束后我还有以下问题：

核磁共振实验

核磁共振实验 发现的背景 所谓核磁共振，是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。核磁共振的发现，跟核磁矩的研究紧密相关。 1911年，卢瑟福根据a 粒子散射实验提出核原子模型后，直到原子光谱的超精细结构发现以后，1924年泡利才正式提出，原子光谱的超精细结构是核自旋与外电子轨道运动相互作用的结果；原子核应具有自旋角动量和磁矩。 斯特恩创造了分子束方法，对核磁矩作过重要研究。1933年他和弗利胥（O.Frisch ）、爱斯特曼（I.Estermann ）等人用分子束实验装置测量氢分子中质子和氘核的磁矩。所得结果表明质子磁矩比狄拉克电子理论预言的大2.5倍而氘核磁矩则在0.5到1个核磁子之间。氘核是由质子和中子组成的，由此即可推测中子也有磁矩。这说明尽管中子整体不带电，其内部却有电荷分布和电流效应。这些实验事实，激励了其他人对核的电磁特性的探索。 拉比的分子束磁共振方法对斯特恩实验作了重大改进。改进的关键在于利用了共振现象。二十年代末，拉比访问欧洲时，就在斯特恩的实验室里工作了一年，研究原子磁矩的测量。1929年，他回到哥伦比亚大学开展原子束分子束的研究。后来他受到荷兰物理学家哥特（C.J.Gorter ）的启发，并于1938年把哥特射频共振法应用于分子束技术，创立了分子束共振法。 拉比对分子束磁共振方法的研究和布洛赫对核磁共振的研究都是受到了斯特恩的启发。 分子束磁共振方法在1945-1946年间又取得了突破性的进展，这就是通过磁共振的精密测量，发现了核磁共振。 人物介绍 图11.1 布洛 赫 图11.2 珀塞尔 布洛赫 Felix Bloch 珀塞尔 Edward Purcell

磁共振图像后处理算法设计

地理与生物信息学院 2012/ 2013 学年第二学期 实验报告 课程名称：医学成像技术 实验名称：磁共振图像后处理算法设计 班级学号: B10090405 学生姓名: 陈洁 指导教师: 戴修斌 日期：2013 年 5 月

一、实验题目：磁共振图像后处理算法设计 二、实验内容： 1．对图像进行去除噪声操作 ； 2．对图像进行灰度变换操作 ； 三、实验目的： 1.加强下同学们实际的动手编程能力 ； 2.重在体验和过程 ； 四、 实验过程： 实验1：对图像进行去除噪声操作： 1．操作步骤： 1) 对图像加入高斯噪声 2) 使用中值滤波对图像进行去噪处理 3) 模板尺寸设为5×5，也可自己设定 4) 图像边缘缺失部分使用对称方法补足 51141671 81 91 71819151141611 21 31 1121311121511471 81 71 51113121161481 311691 91 1471 81 51718171 51711481 91 1691811691 91

2． 算法实现流程： 1) 读入图像函数：imread()，中值滤波函数：medfilt2()； 实验2：对图像进行灰度变换操作 1．操作步骤： 1) 原图像灰度范围[50 150]内的像素灰度值转成[10 250]范围； 2) 原图像灰度范围[50 150]内的像素灰度值转成[20 200]范围； 2.算法实现流程： 源代码： clear;clc; iptsetpref('ImshowBorder','tight'); I = imread('C:\Documents and Settings\nupt\桌面\4.bmp'); J = imnoise(I,'gaussian',0.02,0.02); K = medfilt2(J,[5,5]); figure,imshow(I),title('原图'); figure,imshow(J),title('高斯噪声'); figure,imshow(K),title('中值滤波'); f (x , y ) a m b n g (x , y ) ?? ?? ???>≤≤+---<=b y x f n b y x f a m a y x f a b m n a y x f m y x g ),( ),( ]),([),( ),(

核磁共振成像实验报告

中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级： 姓名 同组者： 教师： 核磁共振实验 【实验目的】 1、理解核磁共振的基本原理； 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系，并掌握拉莫尔频率的测量方法； 3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程； 4、掌握弛豫时间的计算方法，并反演 T1和T2谱。 【实验原理】 一．核磁共振现象 原子核具有磁矩，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向B 0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图1所示。 图1 质子磁矩的进动 在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor ）方程：. 0/2f B γπ= 二、施加射频脉冲后(氢)质子状态 当生物组织被置于一个大的静磁场中后，其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强，

持续时间越长，在射频脉冲停止时，M离开其平衡状态B0越远。 如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图3所示。 图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大 图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后（氢）质子状态 脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图4所示。 图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间（T1） 90°脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时

探究小孔成像实验报告

探究小孔成像实验报告 提出问题 用易拉罐自制一个针孔照相机，在观察过程中，发现在室外观察景物时成像总不太清晰，有什么办法可增加清晰度呢。照相机半透膜上的图像会发生大小改变，这大小改变受什么因素影响，又有什么规律呢？一：探究像的清晰度实验思考与假设根据生活经验，猜想不清晰可能是由于以下两种情况： 1. 环境中光线太亮，以致于看不清半透膜上的像。 2. 孔径太小，光线进入量过少，导致半透膜上的像不清晰下面就针对这两个假设 进行实验验证 实验1像的清晰程度和周围光的强度有关 设计实验： 器材：针孔照相机，光源（F型发光二极管），黑色卡纸（遮光器）实验步骤： 1. 为“针孔照相机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器” 成 ，套在针孔照相机像的一端，以降低半透膜周围光的强度。 2. 在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度 3. 在外界光线强，无遮光器时观察像的清晰程度 4. 在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度 5. 在外界光线弱，无遮光器时观察像的清晰程度Array不带遮光器的针孔照相机成像 带遮光器的针孔照相机成像

遮光器 进行实验：得到以下数据: 得出结论：通过实验可以得出，成像的清晰程度与周围光线强度有关，周围环境越亮，成像越不清晰；周围环境越暗，成像越清晰。（1） 实验2 设计实验 器材：5个有不同口径小孔的小孔成像仪器，光具座，遮光器，光源 实验步骤： 1、制作出5个有不同口径小孔的小孔成像仪器：分别裁剪5个相同尺寸的易拉罐，剪掉 瓶口，并分别在瓶底钻出5个大小不同的小孔。 2、在光具座上固定一个可发出平行光线的光源，保持光源与小孔之间的距离， 用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较。 进行实验 1、如图所示，我们制作了5个孔径大小不一的小孔成像仪器:

核磁共振成像实验报告

核磁共振成像实验 【目的要求】 1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理； 2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程； 【仪器用具】 MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品（油） 【原 理】 磁共振成像（MRI ）是利用射频电磁波（脉冲序列）对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核（1H ）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息（采集共振信号），用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建，形成磁共振图像的方法和技术。 具体的讲，核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。在交变磁场作用下，自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。在停止射频脉冲后，原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被物体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就是做核磁共振成像过程。 MRI 的特点： ● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力，对软组织分辨率极佳，能清晰地显示软组织、软骨结构，解剖结构和医学上的病变形态，显示清楚、逼真。 ● 多方位成像，能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。 ● 多参数成像，获取T 1加权成像（T 1W1）：T 2加权成像（T 2W2）、质子密度加权成像(PDW1)，在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比，在医学上对显示解剖结构和病变敏感。 ● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。 ● 以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体安全、无创。 一、核磁共振原理 产生核磁共振信号必须满足三个基本条件：（1）能够产生共振跃迁的原子核；（2）恒定的静磁场（外磁场、主磁场）B 0；（3）产生一定频率电磁波的交变磁场，射频磁场（RF ）；即：“核”：共振跃迁的原子核；“磁”：主磁场B 0和射频磁场RF ；“共振”：当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量，发生能级间的共振跃迁。 1. 原子核的自旋和磁矩 原子核由质子和中子组成，原子核有自旋运动，可以粗略的理解为原子核绕自身的轴向高速旋转的运动，对应有确定的自旋角动量，反映了原子核的内禀特性。自旋的大小与原子核中的核子数及其分布有关，质子数和中子数均为偶数的原子核，自旋量子数I=0，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数。原子核自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数I 决定， )(1+=I I l I 。 原子核具有电荷分布，自旋时形成循环电流，产生磁场，形成磁矩，磁矩的方向与自旋角动量方向一致，大小I P γγμ==，P 是角动量，γ是磁旋比，等于

电子科技大学学院

电子科技大学生命科学与技术学院标准实验报告 （实验）课程名称《医学成像技术》 电子科技大学教务处制表

电子科技大学 实验报告 学生姓名：陈睿黾学号：2209101028指导教师：廖小丽 实验地点：人文楼418 实验时间：2006.6.2 一、实验室名称：医疗仪器实验室 二、实验项目名称：傅立叶变换核磁共振一维、二维成像 三、实验学时：4学时 四、实验原理： 利用样品的原子核在梯度磁场及高频电磁场的激励下产生的自发辐射信号的频率和相位因空间位置不同而不同来进行成像。 五、实验目的： 对磁共振成像整个过程进行了解，同时对每一个参数改动后对磁共振信号及图像影响的效果有直观的认识，了解一维、二维成像原理，进一步熟悉磁共振成像原理。 六、实验内容： 采用定标样品（三注油孔）对一维成像（空间频率编码）有所认识。对梯度场各参数对一维成像的影响进行观察。 了解瞬间梯度场，对二维成像（空间相位编码）有所认识。了解瞬间梯度场的梯度大小和瞬间梯度保持时间对二维成像图形的影响。 七、实验器材： GY-CTNMR-10KY核磁共振成像实验仪、计算机、注油三孔实验样品 八、实验步骤： 1．按实验要求连线。 2．开机预热。

3．将注油三孔样品放入样品池中，打开磁共振成像软件，设置共振频率：按下“参数设置”页面再按下“自动采集”出现采集的信号图及傅立叶变换的频谱图，调节“频率设置”中间的按钮，直至出现波形符合预期目标的图形。 4．调节匀场：分别调节电源上匀场调节电位器并同时调节软件中的XY 匀场至傅立叶频谱图中峰最尖锐最高信号最长，适当调节共振频率，使波形看上去尽量平滑。 5．设置Z 梯度场和一维成像：调偏Z 匀场调节使峰变宽变低，同时出现Z 轴线上投影的一维成像信号。调节Z 梯度和工作频率，使得信号频谱占半个屏幕同时在中间。 6．二维磁共振成像记录：按下“成像记录及操作”，然后按下“记录”等待2分钟，记录结束计算机会提示结束并且“采集”不再闪动。按下“二维傅立叶变换”这时你调节“行选择”可以看到每一列二次傅立叶变换的谱图。按下“成像彩色显示”即可得到所需的成像彩色密度图。 九、 实验数据及结果分析： 1．一维成像： 开机预热，磁铁温度在34.62℃，匀场电流为19.4mA 。 放入注油三孔样品，打开核磁共振成像软件，调节共振频率及相关参数，通过观察，发现在第一脉冲宽度为12S μ、第二脉冲宽度为24S μ、脉冲间隔为15mS 、XY 匀场电流分别为38mA 、5mA 、共振频率在18.7402MHz 附近时波形较好、噪声较小。 观察自由衰减信号及其频谱，逐渐加大梯度场观察到信号及频谱的变化，在无梯度场时无法区分任何空间信息，如图（1）。

四年级下册科学实验报告单

温度计的秘密 实验名称：液体热胀冷缩实验 实验器材：保温杯（内装热水）、小烧杯（一个装有冷水）、水胀缩实验小瓶（由带塞针剂小药瓶、红色水、细饮料管构成，在管外套一个小胶圈，用来标记管内液面高度）、用与上面相同的方法组装的煤油胀缩实验小瓶、酒精胀缩实验小瓶。 实验结论：根据水、煤油、酒精有热胀冷缩性质，归纳出液体都有热胀冷缩的性质。 注意事项：小药瓶要贴上标签，不要混用。 实验记录单

实验名称：气体热胀冷缩实验 实验器材：锥形烧瓶、大烧杯、小气球、细线、盛开水的保温瓶 试验方法：用细线把小气球扎于锥形瓶口。把锥形瓶放入烧杯后，灌进开水加热，由于瓶内空气受热膨胀，原来垂下的气球就会竖立胀大。把锥形瓶取出，随着瓶内空气冷却收缩，气球又逐渐变小。 实验结论：气体具有热胀冷缩的性质 注意事项：1.锥形瓶与气球的连接处不能漏气。为使现象明显，可预先向瓶内吹一些气。 2.锥形瓶可用开口较小、容量较大的其他薄壁玻璃瓶代替。如果能找到壁很薄的气球，光靠手掌提供的热量（双手握瓶），也能使气球竖立起来。 实验记录单

实验名称：固体热胀冷缩实验 实验材料：铁垫圈一个，木板、小钉两个，酒精灯、镊子、冷水、烧杯 实验方法：1.在木板上钉两个钉，便两钉间的距离正好通过铁垫圈 2.加热前，观察铁垫圈确能从铁钉间通过 3.将铁垫圈在酒精灯火焰上加热 4.观察加热后铁垫圈能不能从两钉间通过 5.将铁垫圈在冷水里浸一下，观察能不能从两钉间通过。 实验结论：固体具有热胀冷缩的性质 注意事项：1.垫圈最好是铜的，直径要大一些。 2.两钉间距要恰好通过铁垫圈，缝隙越小越好。 实验记录单

医学实验报告模板

泸州医学院 本科学生设计性实验报告 专业年级班级 组长姓名 小组成员 课程名称 时间 实验设计方案： 篇二：标准实验报告格式(医学成像技术) 电子科技大学生命科学与技术学院 标准实验报告 （实验）课程名称《医学成像技术》 电子科技大学教务处制表 电子科技大学 实验报告 学生姓名：陈睿黾学号： 2209101028 指导教师：廖小丽实验地点：人文楼 418 实验时间：2006.6.2 一、实验室名称：医疗仪器实验室 二、实验项目名称：傅立叶变换核磁共振一维、二维成像 三、实验学时：4学时 四、实验原理： 利用样品的原子核在梯度磁场及高频电磁场的激励下产生的自发辐射信号的频率和相位 因空间位置不同而不同来进行成像。 五、实验目的： 对磁共振成像整个过程进行了解，同时对每一个参数改动后对磁共振信号及图像影响的 效果有直观的认识，了解一维、二维成像原理，进一步熟悉磁共振成像原理。 六、实验内容： 采用定标样品（三注油孔）对一维成像（空间频率编码）有所认识。对梯度场各参数对 一维成像的影响进行观察。 了解瞬间梯度场，对二维成像（空间相位编码）有所认识。了解瞬间梯度场的梯度大小 和瞬间梯度保持时间对二维成像图形的影响。 七、实验器材： gy-ctnmr-10ky核磁共振成像实验仪、计算机、注油三孔实验样品 八、实验步骤： 1．按实验要求连线。 2．开机预热。 3．将注油三孔样品放入样品池中，打开磁共振成像软件，设置共振频率：按下“参数设 置”页面再按下“自动采集”出现采集的信号图及傅立叶变换 的频谱图，调节“频率设置”中间的按钮，直至出现波形符合预期目标的图形。 4．调节匀场：分别调节电源上匀场调节电位器并同时调节软件中的xy匀场至傅立叶频 谱图中峰最尖锐最高信号最长，适当调节共振频率，使波形看上去尽量平滑。 5．设置z梯度场和一维成像：调偏z匀场调节使峰变宽变低，同时出现z轴线上投影的 一维成像信号。调节z梯度和工作频率，使得信号频谱占半个屏幕同时在中间。 6．二维磁共振成像记录：按下“成像记录及操作”，然后按下“记录”等待2分钟，记

小孔成像实验课教学设计

《小孔成像实验课》教学设计 一、教材分析 本节内容是《光的直线传播》中一个重要实验。它可以说明光在同均匀介质中是沿直线传播的。通过对书本上简单小孔成像的介绍，学生动手，动脑，利用日常生活物品，或常规实验仪器，小组协作设计出简单实验仪器，并对小孔所成像的特点进行分析，总结，探究出其中规律。 二、学情分析 光的直线传播知识可以帮助我们解决日常生活中许多的问题，学生通过学习也已经了解不少，但是小孔成像还是第一次听说，平时生活中也没有多少关注，因此只有通过实验来解决这一难题。我们可以利用易拉罐，一次性纸杯，塑料薄膜，橡皮劲这些生活中常见的物品做实验，拉近实验与生活的距离。教学过程中要让学生积极主动参与其中，让学生主动去研究成像的大小与哪些因素有关。 三、教学目标 知识与技能 1、学生自己动手，利用生活中的物品，自制小孔成像演示器 2.、知道小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关 3.、知道像的大小和哪些因素有关 过程与方法 1.通过光线的概念培养学生抽象思维能力，利用物理模型研究问题的能力 2.通过解释光直线传播的现象，培养学生利用物理知识解决实际问题的能力 情感态度与价值观 1.通过对小孔成像成因的教学，进行反对迷信、崇尚科学的思想教育． 2.通过对我国古代对小孔成像研究所取得的成就，进行爱国主义教育,对学生进行严谨的科学态度教育 四、教学重难点 教学重点: 利用光的直线传播规律理解小孔成像 教学难点：小孔成像所成的像的大小与哪些因素有关 五、教学器材 光具座，蜡烛、光屏、障碍物 六、板书设计 小孔成像实验 一、自制小孔成像演示器 二、小孔成像所成的像的形状与小孔形状的关系 三、小孔成像所成的像的大小与哪些因素有关

脉冲核磁共振实验

近代物理实验-核磁共振 实验目的： (1)了解核磁共振原理 (2)学习使用核磁共振测量软件 实验原理： 核具有自旋角动量p ，根据量子力学p 的取值为： p=?)1( I I (1) 式中?=h/2π，h 为普朗克常数，I 为自旋量子数，其取值为整数或半整数即0,1,2,…或 1/2,3/2,…。若原子质量数A 为奇数，则自旋量子数I 为半整数，如1H(1/2), 15N(1/2), 17O(5/2), 19F(1/2)等；如A 为偶数,原子序数Z 为奇数，I 取值为整数，如21H(1), 147N(1), 105B(3) 等；当A 、Z 均为偶数时I 则为零，如126C, 168O 等。 核自旋角动量p 在空间任意方向的分量（如z 方向）的取值为： p z = m ? (2) m 的取值范围为-I…I，即-I ，-（I-1），…，（I-1），I 。 原子核的自旋运动必然产生一微观磁场，因此称原子核具有自旋磁矩μ，它与自旋角动量p 的关系为： μ = γ p (3) γ称为旋磁比，γ与原子核本身性能有关，它的数值可正可负。 与自旋角动量一样，自旋磁矩在外加磁场方向的分量值也是量子化的 μz = γ ? m (4) 与p 一样的取值范围一样，m 的取值范围也是 -I…I。对质子1H ，I=1/2, m 的取值为-1/2 和1/2。 核磁矩在外磁场B 0中将获得附加能量 E m =-μz B 0=-γ ? mB 0 (5) 以质子为例，其m 的值为1/2与-1/2，从而在外磁场作用下核能级分裂成两个能级，其能级差ΔE 为 ΔE=γ ? B 0 (6) 如果此时在与B 0垂直方向再加上一个频率为ν的交变磁场B 1，此交变磁场的能量量子为h ν，则当h ν=ΔE 时就会引起核能态在两个分裂能级间的跃迁，即产生共振现象。此时

小孔成像一flv-小学科学实验视频课件免费下载

小孔成像一flv-小学科学实验视频课件免费下 载 篇一：小孔成像 小孔成像 忠县金声乡中心小学吴义鹤教学内容：湖南科学技术出版社《科学》，三年级下册第五单元第一节《光与影》。 教学目标： 1、知道小孔成像与光的直线传播有关。 2、培养学生动手实验操作的能力、培养学生观察分析问题的能力。 3、培养学生尊重事实、尊重科学的精神，激发学生探究科学的兴趣。 教学重点： 能完成小孔成像的实验，并能对实验想象进行观察和分析。 实验材料：蜡烛、黑色小孔板、白色塑料板、自制简易照相机。 教学过程： 一、观察现象、复习引入新课。 1、教师出示蜡烛，并用打火机点燃蜡烛。

师问：能告诉老师，它是什么物体吗？点燃蜡烛以后，你发现了什么？ 2、教师手持燃烧的蜡烛走在学生的中间，同学们，你们都能看到蜡 烛发出的光吗？你能告诉老师，这说明了什么吗？ 3、光是怎样传播的？（教师板书：光源、四面八方、光沿直线传播） 二、提出问题、引发猜想。 1、同学们，看一看，这节课老师都为大家准备了什么材料？（生观 察并回答） 2、教师简单介绍实验材料。（板书：蜡烛、黑色小孔板、白色塑 料板） 3、教师提出问题：如果老师把黑色小孔板放在蜡烛和白色塑料板的 中间，点燃蜡烛，猜一猜，在白塑料板上能看到什么？（先让学生 思考，再把自己的猜想画出来） 4、师：谁先来讲一讲，你猜测的结果是什么？你猜测的理由是什么？ 5、学生汇报，教师统计。 6、师：同学，刚才大家所讲的都有一定的道理，要想知道谁的猜测 是正确的，怎么办呢？ 三、实验探究、搜集信息。

1、刚才大家已经认识了实验桌上的材料，请小组的同学先讨论一下，怎样利用实验材料做实验，应该注意什么问题。 2、学生讨论，小组代表汇报。 3、教师讲解注意事项； A、蜡烛和白色塑料板（相当于屏幕）放在 两边，黑色小孔板放中间。 B、蜡烛和白色塑料板，黑色小孔板放 在同一直线上。 C、在实验的过程 中，可以移动蜡烛和白色塑料板，黑色小孔板 4、学生实验、填写好实验探究卡。（教师发放实验探究卡） 5、以小组为单位，进行交流汇报。教师板书：蜡烛（火焰）小 孔倒像 6、师：同学们，从刚才的实验中，我们发现蜡烛火焰通过小孔后出 现倒像，科学们在研究问题的时候，是不是做一次实验就得出结论呢？ 7、教师出示“简易照相机”并介绍它的结构，同学们想一想，这种 装置的相当与刚才实验中的哪些部分。 8、用“简易照相机“观察燃烧的蜡烛，看看，是不是也能看到刚才 实验中的现象？ 四、分析整理、小孔成像秘密。 1、同学们，刚才的两个实验，我们都能看到一个共同的现象：蜡烛

核磁共振实验报告

核 磁 共 振 实验仪器 FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪，包括永久磁铁、射频边限振荡器、探头、样品、频率计、示波器 实验原理 FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用永磁铁，0B 是定值，所以对不同的样品，通过扫频法调节射频场的频率使之达到共振频率0ν，满足共振条件，核即从低能态跃迁至高能态，同时吸收射频场的能量，使得线圈的Q 值降低产生共振信号。 由于示波器只能观察交变信号，所以必须使核磁共振信号交替出现，FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用扫场法满足这一要求。在稳恒磁场0B 上叠加一个低频调制磁场 )sin(t B m ?'ω，这个调制磁场实际是由一对亥姆霍兹线圈产生，此时样品所在区域的实际 磁场为)sin(0t B B m ?'+ω。 图1 扫场法检测共振吸收信号 (a) 由于调制场的幅值m B 很小，总磁场的方向保持不变，只是磁场的幅值按调制频率发生周期性变化，拉摩尔进动频率ω也相应地发生周期性变化，即 ))sin((0t B B m ?'+?=ωγω （1） 这时只要射频场的角频率调在ω变化范围之内，同时调制磁场扫过共振区域，即 m m B B B B B +≤≤-000，则共振条件在调制场的一个周期内被满足两次，所以在示波器 上观察到如图（b ）所示的共振吸收信号。此时若调节射频场的频率，则吸收曲线上的吸收

峰将左右移动。当这些吸收峰间距相等时，如图（a ）所示，则说明在这个频率下的共振磁场为0B 。 如果扫场速度很快，也就是通过共振点的时间比弛豫时间小得多，这时共振吸收信号的形状会发生很大的变化。在通过共振点后，会出现衰减振荡，这个衰减的振荡称为“尾波”，尾波越大，说明磁场越均匀。 实验步骤 （一） 熟悉各仪器的性能并用相关线连接 实验中，FD-CNMR-I 型核磁共振仪主要应用五部分：磁铁、磁场扫描电源、边限振荡器（其上装有探头，探头内装样品）、频率计和示波器。仪器连线 （1） 首先将探头旋进边限振荡器后面板指定位置，并将测量样品插入探头内； （2） 将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组，是等同的，实验中可以任选一组），并将磁场扫描电源机箱后面板上的接头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接； （3） 将边限振荡器的“共振信号输出”用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”，“频率输出”用Q9线接频率计的A 通道（频率计的通道选择：A 通道，即MHz Hz 1001--；FUNCTION 选择：FA ；GATE TIME 选择：1S ）; （4） 移动边限振荡器将探头连同样品放入磁场中，并调节边限振荡器机箱底部四个调节螺丝，使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直； （5） 打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源，准备后面的仪器调试。 （二） 核磁共振信号的调节 FD-CNMR-I 型核磁共振仪配备了六种样品：1——硫酸铜、2——三氯化铁、3——氟碳、4——丙三醇、5——纯水、6——硫酸锰。 （1）将磁场扫描电源的“扫描输出”旋钮顺时针调节至接近最大（旋至最大后，再往回旋半圈，因为最大时电位器电阻为零，输出短路，因而对仪器有一定的损伤），这样可以加大捕捉信号的范围；

《医学影像学》教学大纲

蚌埠医学院 《医学影像学》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：医学影像学 英文名称：Medical Imaging 课程类型：专业主干课程 总学时：68 理论课学时：34 实验学时：34 适用对象：临床医学本科、麻醉医学专业本科 课程简介：20世纪70-80年代后，医学影像学发展非常迅速，医学影像学设备不断更新，检查技术不断完善，相继出现了超声成像、X线计算机体层成像、磁共振成像和发射体层成像等多种成像技术。介入放射学技术的兴起，开创了医学影像学发展的新局面，形成了集影像诊断和介入治疗学为一体的诊治并存的新模式，促进了临床医学的发展。 一、课程性质、目的和任务 医学影像学是通过影像研究人体解剖结构、生理功能及病理变化进行诊断的一门临床学科；随着CT、MRI、DSA等新成像技术的应用，本学科的内容更趋丰富。通过对这门课程的教学，使学生在今后其它医学临床课程的学习、临床实习、研究工作中，对本专业有一个较完整的概念。 通过本课程的学习，使学生（1）了解各种成像技术的基本原理、方法和图像特点；了解普通X 线、超声、CT、MRI、DSA及介入放射学的价值和限度，以便正确应用；（2）熟悉各系统的正常影像学表现；熟悉各系统常见疾病的临床与病理；（3）掌握对图像的观察、分析与诊断方法；掌握各系统基本病变的影像学表现；掌握各系统常见疾病的影像学表现与鉴别诊断。 医学影像学与其他学科如解剖学、生理学、病理学、病理生理学等具有密切而有机的联系。因此，学生必须具备以上的基础知识。 本专业理论教学与临床示教片实验教学相结合，均在课堂完成。 二、教学基本要求 各系统或器官的影像诊断学内都分别介绍了X线、超声、CT及MRI的检查方法、影像的观察与分析、疾病的影像学表现和鉴别诊断等内容。选择了具有代表性的常见病、多发病典型影像学表现与诊断，目的是通过这些介绍让学生了解不同成像技术的诊断价值与限度，便于比较、优选和综合应用；熟悉对图像的观察、分析和综合诊断的思维方法，使学生能够在临床实践中正确掌握各系统常见疾病的影像学表现及鉴别诊断等方面的知识，同时能正确运用医学影像学的知识打下较为坚实的基础。 三、教学内容及要求（理论与实验相结合） 第一篇影像诊断学 第一章影像诊断学总论 第一节 X线成像 【掌握】1、X线的特性。 2、X线图像的特点。 3、医学影像学的定义。 2、X线检查方法的价值、限度及临床应用。 【熟悉】1、X线的产生及成像的基本原理。 2、DR、DSA的成像基本原理及临床应用。 【了解】1、医学影像学的发展简史、当前地位及前景。 2、X线检查中防护的重要意义。

核磁共振实验报告(同名12047)

核磁共振实验 实验目的：1、了解核磁共振原理 2、利用核磁共振的方法确定样品的旋磁比γ、朗德因子g N 和原子核的磁矩μI 3、用核磁共振测磁场强度 实验重点：原子核能级分裂情况，发生共振的条件 实验难点：氢核和氟核的共振频率的调节 实验原理： 下面我们以氢核为主要研究对象，以此来介绍核磁共振的基本原理和观测方法。氢核虽然是最简单的原子核，但它是目前在核磁共振应用中最常见和最有用的核。 （一）核磁共振的量子力学描述 １．单个核的磁共振 通常将原子核的总磁矩在其角动量P 方向上的投影 称为核磁矩，它们之间的关系通常写成 P m e g P P N ?? ? 2 或 式中P N m e g 2? 称为旋磁比；e 为电子电荷；m 为质子质量；N g 为朗德因子。对氢核来说，5851.5 N g 按照量子力学，原子核角动量的大小由下式决定 h I I P 1 式中 2h h ，h 为普朗克常数。I 为核的自旋量子数，可以取 ,23,1,21,0 I 对氢核来说2 1 I 把氢核放入外磁场B 中，可以取坐标轴ｚ方向为B 的方向。核的角动量在B 方向上的投影值由下式决定 h m P B （2—3） 式中m 称为磁量子数，可以取I I I I m ),1(,1, 。核磁矩在B 方向上的投影为

m m eh g P m e g P N B P N B )2(2 将它写为 m g N N B （2—4） 式中12710787.05.5 JT N 称为核磁子，是核磁矩的单位。 磁矩为 的原子核在恒定磁场B 中具有的势能为 mB g B B E N N B ? 任何两个能级之间的能量差为 )(2121m m B g E E E N N m m （2—5） 考虑最简单情况，对氢核而言，自旋量子数2 1 I ，所以磁量子数m 只能取两个值，即2 1 21 和m 。磁矩在外磁场方向上的投影也只能取两个值，如图2—1中的（a ）所示，与此相对应的能级如图2—1中（b ）所示。 根据量子力学中的选择定则，只有1 m 的两个能级之间才能发生跃迁，这两个能级之间的能量为 B g E N N ? 由这个公式可知：相邻两个能级之间的能量差E 与外磁场B 的大小成正比，磁场越强，则两个能级分裂也越大。

MRI-自旋回波成像

实训项目5：自旋回波序列成像 任务一：操作SE序列获取图像 实验目的： 1.能够确定射频场中心频率，软脉冲900与1800射频，在系 2.统默认参数下，能够进行成像操作，并对图像进行简单后期 3.处理； 4.能够通过成像操作，能够总结归纳并掌握SE成像序列的 5.数据采集过程； 6.通过成像操作，能够说明原始数据空间的数据特点，以及 7.与图像之间的关系； 8.通过成像操作，能够通过分别调整接收带宽与频率编码梯 9.度实现图像横向分辨率的调整； 10.通过成像操作，能够通过分别调整相位编码步数、相位编 11.码梯度大小相位编码时间实现图像纵向分辨率的调整； 12.通过成像操作，能够通过分别调整接收增益与平均次数实 13.现图像信噪比的调整控制； 14.通过实践操作，能够通过调整选层梯度的施加来调整控制 15.获取图像断面（横断面、矢状面、冠状面）； 实验内容： 1)中心频率确定：O1(KHz); 2)射频中心频率确定； 3)软脉冲90度与180度射频脉冲确定； 4)90度软脉冲RFamp1; 180度软脉冲RFamp2; 5)验证软脉冲回波； 6)匀场(看FID信号拖尾)；（用FID硬脉冲序列） 7)匀场的分辨率(ppm); 8)进行软脉冲回波成像，观察有关图像纵横参数调节对图像的影响 9)注意截屏并记录数据，以便撰写实验报告； 核磁共振硬件条件： 有核：样品 磁场： 射频场 核磁共振技术条件：

f=ω0= γB0 f=SF1+O1 SF1:主频 O1：频率偏移量 实验内容： 中心频率确定：SF1=22MHz O1(KHz)=904.480KHz; 90度软脉冲RFamp1; 180度软脉冲RFamp2;（应用软脉冲FID） 操作方法：设定P1为1us,采集信号；观察信号的幅值。以1为步长逐渐增加P1，同时观察信号幅值的变化。当信号幅值达到最大又再次减小到最小时，表示此时的脉宽对应的射频脉冲为180度脉冲；此脉宽的1/2左右微调可以获取信号最大值，此时的脉宽对应的射频脉冲为90度脉冲。

探究小孔成像实验报告之欧阳学文创编之欧阳家百创编

探究小孔成像实验报告 欧阳家百（2021.03.07） 提出问题 用易拉罐自制一个针孔照相机，在观察过程中，发现在室外观察景物时成像总不太清晰，有什么办法可增加清晰度呢。照相机半透膜上的图像会发生大小改变，这大小改变受什么因素影响，又有什么规律呢？ 一：探究像的清晰度实验 思考与假设 根据生活经验，猜想不清晰可能是由于以下两种情况： 1.环境中光线太亮，以致于看不清半透膜上的像。 2.孔径太小，光线进入量过少，导致半透膜上的像不清晰 下面就针对这两个假设进行实验验证 实验1像的清晰程度和周围光的强度有关 设计实验： 器材：针孔照相机，光源(F型发光二极管)，黑色卡纸（遮光器）实验步骤： 1.为“针孔照相机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器”，套在针 孔照相机成像的一端，以降低半透膜周围光的强度。 2.在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度 3.在外界光线强，无遮光器时观察像的清晰程度 4.在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度

5. 在外界光线弱，无遮光器时观察像的清晰程度 进行实验： 得到以下数据： 外界光线强弱 有无遮光器 成像效果（是否清 晰） 试验一 强 有 清晰 实验二 强 无 不清晰 实验三 弱 有 较清晰 实验四 弱 无 较清晰 得出结论：通过实验可以得出，成像的清晰程度与周围光线强度有关，周围环境越亮，成像越不清晰；周围环境越暗，成像越清晰。（1） 实验2 设计实验 器材：5个有不同口径小孔的小孔成像仪器，光具座，遮光器，光源 实验步骤： 1、制作出 5个有不同口径小孔的小孔成像仪器：分别裁剪5个相同 尺寸的易拉罐，剪掉瓶口，并分别在瓶底钻出5个大小不同的小孔。 2、在光具座上固定一个可发出平行光线的光源，保持光源与小孔之 间的距离，用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较。 进行实验 1、如图所示，我们制作了5个孔径大小不一的小孔成像仪器： 不带遮光器的针孔照相机成像 带遮光器的针孔照相机成像

核磁共振实验报告

浙 江 师 范 大 学 实 验 报 告 实验名称核磁共振 班 级 物理071 姓名 骆宇哲 学号 07180132 同 组 人 沈宇能 实验日期 09/12/3 室温 气温 核磁共振 摘 要：本实验中 ，学生将会了解核磁共振的基本原理;学习到利用核磁共振校准磁场和 测量g 因子的方法 关键词：塞曼能级分裂 扫场系统 扫频系统 引 言：核磁共振，是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。1945年12月，美国哈佛大学帕塞尔等人，报道了他们在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号；1946年1月，美国斯坦福大学布洛赫等人，也报道了他们在水样品中观察到质子的核感应信号。两个研究小组用了稍微不同的方法，几乎同时在凝聚物质中发现了核磁共振。因此，1945年发现核磁共振现象的美国科学家珀塞耳（Purcell ）和布珞赫（Bloch ）1952年获得诺贝尔化学奖。以后，许多物理学家进入了这个领域，取得了丰硕的成果。目前，核磁共振已经广泛地应用到许多学科领域，是物理、化学、生物、临床诊断、计量科学和石油分析与勘探等研究中的一项重要实验技术。它是测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法，也是精确测量磁场和稳定磁场的重要方法之一。 正文： 一、 实验原理 大家知道，氢原子中电子的能量不能连续变化，只能取离散的数值。在微观世界中物理量只能取离散数值的现象很普遍。本实验涉及到的原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取离散值 ，其中I 称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，…整数值或1/2，3/2，5/2，…半整数值。公式中的 ，而h 为普朗克常数。对不同的核素，I 分别有不同的确定数值。本实验涉及的质子和氟核19F 的自旋量子数I 都等于1/2。类似地，原子核的自旋动量在空间某一方向，例如z 方向的分量也不能连续变化，只能取离散的数值 ，其中量子数m 只能取I ，I －1，…，－I +1，－I 共（2I+1）个数值。 自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩，其大小为 p M 2e g =μ （1） 其中e 为质子的电荷，M 为质子的质量，g 是一个由原子核结构决定的因子，对不同种类的原子核g 的数值不同，g 称为原子核的g 因子，值得注意的是g 可能是正数，也可能是负数，因此，核磁矩的方向可能与核自旋角动量方向相同，也可能相反。 当不存在磁场时，每一个原子核的能量相同，所有原子处在同一能级，但是，当施加一个外磁场B 后，情况发生变化，为了方便起见，通常把B 的方向规定为z 方向，由于外磁场B 与磁矩的相互作用能为 E=-μ·B=-μz B=-γp z B=-γm ηB （2） 因此量子m 取值不同的核磁矩的能量也就不同，从而原来简并的同一能级分裂为(2I+1)个子能级，由于在外磁场中各个子能级的能量与量子数间隔△E=γηB 全是一样的。 当施加外磁场B 以后，原子核在不同能级上的分布服从玻尔兹曼分布，显然处在下能级的粒子数要比上能级的多, 其数量由△E 大小、系统的温度和系统总粒子数决定。若再在与B 垂直的方向上再施加上一个高频电磁场（通常为射频场），当射频场的频率满足h ν=△E 时会引起原子核在上下能级之间跃迁, 但由于一开始处在下能级的核比在上能级的核要多，因此净效果是上跃迁的比下跃迁的多，从而使系统的总能量增加，这相当于系统从射频场中吸收了能量。 我们把hv=△E 时引起的上述跃迁称为共振跃迁，简称为共振。显然共振要求hv=△E,

核磁共振类实验实验报告

核磁共振类实验 实验报告 （一）核磁共振 （二）脉冲核磁共振与核磁共振成像

第一部分 核磁共振基本原理 1.核磁共振 磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。如果共振是由原子核磁矩引起的，则该粒子系统产生的磁共振现象称核磁共振（简写作NMR ）;如果磁共振是由物质原子中的电子自旋磁矩提供的，则称电子自旋共振（简写ESR ）,亦称顺磁共振(写作EPR)；而由铁磁物质中的磁畴磁矩所产生的磁共振现象，则称铁磁共振（简写为FMR ）。 原子核磁矩与自旋的概念是1924年泡利（Pauli ）为研究原子光谱的超精细结构而首先提出的。核磁共振现象是原子核磁矩在外加恒定磁场作用下，核磁矩绕此磁场作拉莫尔进动，若在垂直于外磁场的方向上是加一交变电磁场，当此交变频率等于核磁矩绕外场拉莫尔进动频率时，原子核吸收射频场的能量，跃迁到高能级，即发生所谓的谐振现象。 研究核磁共振有两种方法：一是连续波法或称稳态法，使用连续的射频场（即旋转磁场）作用到核系统上，观察到核对频率的感应信号；另一种是脉冲法，用射频脉冲作用在核系统上，观察到核对时间的响应信号。脉冲法有较高的灵敏度，测量速度快，但需要快速傅里叶变换，技术要求较高。以观察信号区分，可观察色散信号或吸收信号。但一般观察吸收信号，因为比较容易分析理解。从信号的检测来分，可分为感应法，平衡法，吸收法。测量共振时，核磁矩吸收射频场能量而在附近线圈中感应到信号，则为感应法；测量由于共振使电桥失去平衡而输出电压的即为平衡法；直接测量共振使射频振荡线圈中负载发生变化的为吸收法。本实验用连续波吸收法来观察核磁共振现象。 2.核磁共振的量子力学描述 核角动量P 由下式描述， （1） 式中， ηρ )1(+=I I P π 2h = η

实验二测量磁共振中心频率(拉莫尔频率)

实验二 测量磁共振中心频率（拉莫尔频率） 一、实验目的： 1、理解核磁共振的基本原理。 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系。 3、掌握拉莫尔频率的测量方法。 二、实验器材： 约10mm 高的大豆油试管样品；NMI20台式磁共振成像仪。 三、实验原理： 1、核磁共振基本原理 当一个样品被放在外磁场0B 中时，样品就会被磁化，产生能级分裂现象，所产生的能级间距为： h 0B E γ=?；如果在该样品系统上加上一个射频磁场， 从量子力学观点来看，射频场的能量为νh ，当该能量和分裂产生的能级间距相等，即E h ?=ν时，样品对外加射频能量吸收达到最大，产生的磁共振信号也最强，因此得到核磁共振产生的基本条件： h h h 0002B f h γπων===，因此 得到拉莫尔方程 0B γω=，此时的 ω就是产生核磁共振的拉莫尔频率，也是 外加磁场的中心频率，其中γ为样品物质的磁旋比，h 为原子核自旋角动量的单位，h 为谱朗克常量，0B 为外加磁场的磁场强度。 2、测量方法 方法一：对于一个主磁场确定的磁共振系统来说，在外界条件不变的条件下，其共振频率也是一个固定的值，接收线圈测量到的FID 信号和射频磁场的频率变化是一致的，因此可以对FID 信号进行傅立叶变换，找到FID 信号的频率，根据核磁共振发生的条件，从而间接得到射频磁场的中心频率，此频率也就是样

品质子进动的拉莫尔频率。 方法二：宏观磁化矢量的弛豫可以通过布洛克方程进行描述和求解，但此过程中总是包含着一个固定的进动项。由于进动的存在，使得描述和求解都很困难。而进动并不对信号幅值产生任何影响。因此有人采用旋转坐标系来描述宏观磁化矢量的弛豫过程。因此，实验室坐标系中的MR信号在旋转坐标系中就可以把进动项消除。当旋转坐标系的旋转频率与拉莫尔频率完全相同时，线圈采集到的FID信号中的拉莫尔频率成分就可被完全过滤掉，呈现出来的是一条呈指数递减规律的曲线。因此在实验中可以通过不断修改射频脉冲的频率，同时观察屏幕上的FID信号。当FID信号的振荡频率逐步减小到基本上不出现振荡时，说明此时的射频频率就是拉莫尔频率。 四、实验步骤： 1、启动计算机，点击桌面图标进入到如图1所示界面。再点击