15 • Spectrométrie de résonance magnétique nucléaire
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temps et puissance d’irradiation. La figure 15.7 traduit ce phénomène avec quelques vecteurs individuels se rejoignant. De ce fait. M 0 acquiert une composante M xy dans le plan
horizontal, maximum quand a = p/2, et conserve une composante M z , variable, dans la
direction Oz (sauf si a = p/2), la fréquence de rotation du vecteur magnétisation étant
celle du mouvement de précession. Le spin de certains noyaux prend la seconde orientation
permise (dans le cas où I = 1/2). Lorsque l’irradiation cesse, le système revient progressivement à l’état d’équilibre initial. Une bobine détectrice décèle la composante suivant la
direction Oy (fig. 15.7).
Pour imaginer ce qui se passe dans la sonde de l’appareil, le raisonnement courant consiste
à se placer comme un observateur lié à un trièdre tournant autour de l’axe Oz à la fréquence
du mouvement de précession des noyaux concernés (fig. 15.7). Pour simplifier, considérons
un seul type d’écran, donc une seule fréquence de précession. Quand la radiofréquence à
la même valeur, les noyaux semblent, pour l’observateur, ne ressentir que la composante
tournante du champ (perpendiculaire à Oz). Le vecteur magnétisation commence à basculer.
Après l’impulsion, les moments magnétiques individuels perdent leur cohérence de phase
par interaction entre les spins des noyaux voisins plus vite qu’ils ne se réorientent, pour retrouver la répartition de Boltzmann des populations de départ. M 0 perd donc sa composante
dans le plan xOy, sans avoir retrouvé, pour autant, sa valeur initiale dans la direction Oz, ce
qui peut demander beaucoup plus de temps.
xy
Z
Z
Z
Z
Z
O
XY
O
XY
O
XY
M 0
M 0
M 0
M 0
M Z
M Z
α
Z
O
Figure 15.7 Basculement du vecteur magnétisation M 0 et retour à l’équilibre après résonance.
Représentation imagée où ne sont figurés que les vecteurs individuels marquant le déséquilibre des populations (numériquement). Un observateur tournant à la fréquence de
précession verrait le vecteur magnétisation basculer d’un angle a. Retour progressif de
la projection Mz de M 0 à la situation d’origine.
Le procédé actuel d’obtention du spectre par calcul (RMN d’émission), n’existait pas à
l’origine. Une autre méthode était utilisée. On recherchait la résonance en modifiant légèrement B 0 grâce à un enroulement de quelques spires autour des pièces polaires de l’aimant
principal (fig. 15.8). Comme il s’agissait d’un balayage de champ, ces appareils fonctionnaient généralement à fréquence fixe (le spectre étant néanmoins repéré en Hz, puisque la
relation de Larmor montre qu’il est possible de faire correspondre champs et fréquences).
Cette RMN d’absorption, quasiment abandonnée des constructeurs, correspondait aux appareils à onde continue. Ce procédé, pour rechercher le signal, n’est pas sans rappeler le mode
d’enregistrement séquentiel des spectres optiques, ou bien, dans la vie de tous les jours, la
recherche d’une station FM sur un récepteur radio. Avec ce principe, la qualité du spectre
ne dépend que d’une très faible fraction du temps total d’enregistrement. Les appareils à
transformée de Fourier font un meilleur usage du temps de mesure.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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temps et puissance d’irradiation. La figure 15.7 traduit ce phénomène avec quelques vecteurs individuels se rejoignant. De ce fait. M 0 acquiert une composante M xy dans le plan
horizontal, maximum quand a = p/2, et conserve une composante M z , variable, dans la
direction Oz (sauf si a = p/2), la fréquence de rotation du vecteur magnétisation étant
celle du mouvement de précession. Le spin de certains noyaux prend la seconde orientation
permise (dans le cas où I = 1/2). Lorsque l’irradiation cesse, le système revient progressivement à l’état d’équilibre initial. Une bobine détectrice décèle la composante suivant la
direction Oy (fig. 15.7).
Pour imaginer ce qui se passe dans la sonde de l’appareil, le raisonnement courant consiste
à se placer comme un observateur lié à un trièdre tournant autour de l’axe Oz à la fréquence
du mouvement de précession des noyaux concernés (fig. 15.7). Pour simplifier, considérons
un seul type d’écran, donc une seule fréquence de précession. Quand la radiofréquence à
la même valeur, les noyaux semblent, pour l’observateur, ne ressentir que la composante
tournante du champ (perpendiculaire à Oz). Le vecteur magnétisation commence à basculer.
Après l’impulsion, les moments magnétiques individuels perdent leur cohérence de phase
par interaction entre les spins des noyaux voisins plus vite qu’ils ne se réorientent, pour retrouver la répartition de Boltzmann des populations de départ. M 0 perd donc sa composante
dans le plan xOy, sans avoir retrouvé, pour autant, sa valeur initiale dans la direction Oz, ce
qui peut demander beaucoup plus de temps.
xy
Z
Z
Z
Z
Z
O
XY
O
XY
O
XY
M 0
M 0
M 0
M 0
M Z
M Z
α
Z
O
Figure 15.7 Basculement du vecteur magnétisation M 0 et retour à l’équilibre après résonance.
Représentation imagée où ne sont figurés que les vecteurs individuels marquant le déséquilibre des populations (numériquement). Un observateur tournant à la fréquence de
précession verrait le vecteur magnétisation basculer d’un angle a. Retour progressif de
la projection Mz de M 0 à la situation d’origine.
Le procédé actuel d’obtention du spectre par calcul (RMN d’émission), n’existait pas à
l’origine. Une autre méthode était utilisée. On recherchait la résonance en modifiant légèrement B 0 grâce à un enroulement de quelques spires autour des pièces polaires de l’aimant
principal (fig. 15.8). Comme il s’agissait d’un balayage de champ, ces appareils fonctionnaient généralement à fréquence fixe (le spectre étant néanmoins repéré en Hz, puisque la
relation de Larmor montre qu’il est possible de faire correspondre champs et fréquences).
Cette RMN d’absorption, quasiment abandonnée des constructeurs, correspondait aux appareils à onde continue. Ce procédé, pour rechercher le signal, n’est pas sans rappeler le mode
d’enregistrement séquentiel des spectres optiques, ou bien, dans la vie de tous les jours, la
recherche d’une station FM sur un récepteur radio. Avec ce principe, la qualité du spectre
ne dépend que d’une très faible fraction du temps total d’enregistrement. Les appareils à
transformée de Fourier font un meilleur usage du temps de mesure.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit