核四極矩共振

物質是由分子構成的，分子由一種或一種以上的原子組成的，除了氫(H)核之外，原子核一般由若干個質子和中子構成，其中中子不帶電荷，質子帶有正電荷，原子核是一個具有一定形狀和電荷分佈的帶電體。物質中每個原子核總是處於周圍帶電粒子所形成的電磁場中，如果電場梯度不為零，原子核的四極體與電場發生相互作用而呈現一定的電矩，即電四極矩。由於電四極矩的作用，使原子核具有相應的能量，表現為一系列分立的能級。如果從外部施加一電磁場，普朗克恆量與電磁場的頻率的乘積等於原子核電四極矩能級的能量之差時，原子核便吸收外部電磁場能量而從低能級躍遷到高能級，而處於高能級的原子核也會輻射出相應頻率的電磁波回到低能級，這就是原子核電四極矩共振。

自旋I>1/2的原子核由於電荷的非球形分佈具有電四極矩Q，在核周圍化學環境(如核處在原子、分子或晶體中)產生的電場梯度作用下，具有電四極相互作用能，自旋為I並具有電四級矩Q的核產生2I+1個能級分裂，在適當頻率的射頻磁場作用下可感生這些能級之間的躍遷。

要產生核四極矩共振，必須滿足3個條件：

（1）原子核的電四極矩不為零；

（2）原子核周圍的電場梯度不為零；

（3）有頻率合適的外加電磁場。

這種核電四極相互作用可使核磁共振譜線移位和分裂。靈敏的電子順磁共振波譜儀能在許多順磁晶體中觀察到二級躍遷，從而檢測出電四極矩的影響.在電子-核雙共振實驗中，由於核自旋取向的變化也可觀察到核四極相互作用。從核四極共振可以獲得許多有關化學鍵的信息，因此它是研究固體結構的一種分析工具。 ^[2] 

電四極矩和電場梯度eq 是物質的內在因素，電磁場是人為施加的外部條件。特別是原子核周圍的電場是由分子內部構造與帶電粒子所決定，也就是説，不僅不同原子核的核電四極矩的共振頻率不相同，就算同種原子核處在不同分子中，其核四極矩共振頻率也不同。通過檢測到的 NQR信號，不但可判別是哪種原子核，還可判別是什麼物質分子。