- 핵 자기 공명 실험을 통해 자기장 속에 놓인 원자핵이 특정 주파수의 전자기파와 공명하는 현상을 확인할 수 있다.

  핵 자기 공명 (Nuclear Magnetic Resonance: NMR)

전자가 스핀을 가지고 있는 것과 마찬가지로 핵 또한 스핀을 가지고 있다. 외부의 자기장이 존재하지 않는 경우 핵 스핀은 무작위로 정렬된 상태이다. 이러한 핵 주변에 자기장을 걸어주면 유도자기장이 발생하게 되는데 이때 핵 스핀은 외부 자기장과 같거나 반대 방향으로 정렬하게 된다.

핵 스핀이 외부 자기장과 같은 방향으로 정렬될 경우 외부 자기장이 존재하지 않을 때의 기존 에너지 준위 보다 에너지 준위가 낮아지면 핵 스핀이 외부 자기장과 반대 방향으로 정렬되는 경우에는 에너지 준위가 높아진다. 이때 외부 자기장이 동일한 경우 에너지 준위가 낮아지고 높아지는 정도는 동일하다. 

라디오파 정도의 주파수를 외부에서 에너지로 제공해 주면 핵 스핀은 에너지를 받아 외부 자기장과 반대 방향으로 스핀 상태를 변화시킬 수 있다. 또한 화합물에 외부 자기장을 걸어줄 때 화합물을 구성하는 각각의 원자가 가지고 있는 핵 스핀의 강도가 다르기 때문에 같은 세기의 자기장을 걸어 줘도 흡수하는 주파수가 다르다. 따라서 핵 자기 공명을 통해 흡수하는 주파수를 측정함으로써 화합물이 어떤 원자로 구성되어 있는지 추측할 수 있다.

핵 자기 공명 실험에서는 다양한 측정 샘플에 고주파 외부 자기장을 걸어주고 원자핵이 공명하는 진동수를 측정할 수 있다.