针对物质结构的分析，大家有很多种检测方式，但不管哪一种其实质全是化学物质内在的某类特性与外源性颗粒可以产生可检测的相互影响。
核磁共振利用的便是核磁矩与外磁场的相互影响，当与核自旋相关的核磁矩放置外界磁场里时，不同的自旋态被赋予不同的磁势能。在造成少许自旋电极化的静磁场存有下，适度频率的射频数据信号能够造成自旋态之间的越迁。这类“自旋旋转”将一些自旋放置更高的能量状态。假如接着关掉射频数据信号，则自旋弛豫时间返回比较低情况会到与自旋旋转相关的固有频率下造成可测量的 RF 数据信号。这个过程称之为核磁共振 (NMR)。
磁场中反质子自旋的进动是质子核磁共振中使用的相互影响。作为一种新技术，将带有反质子(氢核)的样品放置强磁场是以造成反质子的部分电极化。还对样品增加了强射频场，以将一些核自旋激起到更高的能量状态。当这个强射频数据信号被关掉时，自旋往往是回到到它们的比较低情况，在与该场相关的拉莫尔工作频率下造成少许辐射源。辐射源的释放与反质子从高自旋的“自旋弛豫时间”相关。他在探测器电磁线圈中磁感应出射频数据信号，该信息被扩大以表明 NMR 数据信号。
要知道大家周边各类繁杂物质的物理结构，首先需要掌握它们的分子式。核磁共振波谱，是一种协助科学研究人员分析分子式，仔细观察样品的核自旋相互影响来研究其分子生物学、有机化学或物理特性的分析技术。1946 年，二位科学家 Felix Bloch 和 Edward Mills Purcell 初次展现了核磁共振光谱技术，并因此于 1952 年一同得到诺贝尔物理学奖。第一台商业核磁共振光谱分析仪于 1950 年生产制造，直到如今，核磁共振光谱分析仪被科学家作为不可缺少的专用工具。与现代光谱分析仪对比，根据永磁材料的早期光谱分析仪体积大、价格比较贵。别的一些方法，如 X 放射线透射和光学显微镜也可用于科学研究分子式，但 NMR 光谱仪好于这些方法，由于 NMR 光谱仪是一种非毁灭性方式，它也要较少的样品制取。在本文中，我们将要掌握核磁共振波谱的各个领域。
核磁共振基本
核磁共振技术性涉及到原子核对(4-900MHz)的电磁波辐射的吸收。它认为是检验化学物质中反质子(氢)数量的最管用方法之一。核磁共振波谱的理论是基于自旋量子数。自旋量子数 (I) 表明电子的本征角动量，它与原子的质量数(质子和中子的数量)和质量数(质子数)相关。观察到具备单数质量数或单数质量数的元素表明核自旋。比如，H分子具备单数原子质量和奇数质量数，经测算，其自旋相当于1/2.并表明核磁共振谱，
NMR 活力元素和 NMR 非活力元素的实例
当向样品增加磁场时，可能的趋向数量能通过公式计算 2s 1 测算，在其中“s”是自旋量子数。
比如，H 分子有两种可能的趋向，即 1/2 和-1/2.
每一种原素都有一个通电的原子核，之中子和反质子的自旋在原子核中没有匹配时，原子核的净自旋将沿自旋轴造成磁偶极子。这一偶极子的净尺寸称之为核磁矩。分子的内部构造由磁偶极子的对称和遍布确定。核磁共振波谱背后的基本原理是基于能够造成磁场的原子核的自旋。当并没有另加磁场时，原子核的自旋是随机排列的;但是，当外界磁场(B0)增加到样品处时，原子核中存在的自旋与释放的磁场方向一致或反过来。外界磁场的作用造成高自旋和激发态之间产生能量差(ΔE)。能量的传递发生在与射频等效电路的光波长上。当自旋返回原始激发态时，他会发送吸收的射频，这一发送的射频给出了相对应原子核的 NMR 数据信号。发送的射频与另加磁场的大小正相关。这一发送的射频给出了相对应核的核磁共振数据信号。发送的射频与另加磁场的大小正相关。这一发送的射频给出了相对应核的核磁共振数据信号。
在数学上，
v = (γB0) / 2π
在其中 v 是发送的射频，B0 是另加磁场，γ 是磁旋比。
磁旋比是核磁矩与角矩的比率。
核磁共振波谱仪的构成部分
1. 磁石
磁铁是核磁共振波谱的重要组成部分。核磁共振波谱仪的效率很大程度上在于另加磁场的大小、强度和均匀度。下边给出了光谱分析仪中使用的关键磁石种类，
1. 超导磁铁
超导磁铁由超导体线制成的电磁线圈组成;这种磁石需要在操作过程中制冷。超导体能够造成强磁场，因为在它们的超导体状态下，紧紧围绕它们的输电线似乎是零电阻器，因而超导磁体比普通磁场的导电性能强的多。超导磁体的主要缺点要以热量的方式损害动能。
2. 电磁铁
这种磁石一直有着周围的磁场，因为它们是通过分子永久性排列的原材料制成的，以提供恒定的磁场。这种磁石比不上超导磁铁强劲，但它们在 NMR 光谱仪中更受欢迎，尤其是在台式光谱仪中。
3. 电阻器磁石
电阻器磁场提供的直流电磁场比其他两种类型的磁场大很多。这种磁石一般是金属片，里边有许多制冷孔。
2. 样品架
核磁共振波谱中使用的样品架应该对射频全透明、有机化学可塑性和经久耐用。它一般是夹层玻璃或耐高温玻璃管，约长 6-7 英尺，直径大约 1/8 英尺。
3.射频电磁线圈
射频电磁线圈用以将磁场传送到需要地区;当电流量穿过两者时，它们会磁感应出磁场。他们还检验由此产生的 NMR 数据信号。一般在推送端和协调器应用相同的电磁线圈，但最好在两边应用不同的电磁线圈。
射频电磁线圈
4. 扫描仪产生器
扫描仪产生器是一种电子产品，它造成具备稳定力度和线形转变频率的波型。扫描仪产生器在 NMR 光谱仪里的主要作用是它容许等量级的磁场根据样品。
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