你可能会有疑问：既然磁旋比$\gamma$是原子核的内禀属性，同种原子核具有相同的磁旋比，在恒定外加磁场$\mathbf{B}$的作用下，同种原子核应该具有相同的共振频率$\nu$，探头探测到的射频电磁辐射的频率$\nu$也应该相同，反应在核磁共振谱中应该也是同一个信号峰。所以核磁共振仪只能用来确定样品中包含的原子种类吗？当然不是。不要忘记，原子核周围还有电子。当加入磁场时，原子核周围的电子会被限制在与磁场方向垂直的平面内运动，并在磁场的作用下产生电子环流，由此在原子内产生与外磁场方向相反的感应磁场$\mathbf{B}_{i}$（想一下楞次定律！）。因此原子核实际所感受到的磁场强度并不同于恒定外加磁场的场强，而是外加磁场$\mathbf{B}$与感应磁场$\mathbf{B}_{i}$场强的差值。电子对原子核的这一作用称为屏蔽效应。共振条件式由此可以改写为$\nu = \frac{\gamma(B - B_{i})}{2\pi}$。出于方便起见，后续内容中我们依然使用共振条件式的简化写法，但要注意式中$B$的含义。

受原子所处的化学环境不同的影响，同种原子的核外电子云密度的大小也会有差异。核外电子云密度高的原子电子环流产生的$\mathbf{B}_{i}$更强，其原子核被屏蔽（shielded）的程度高，所感受到的磁场较外加磁场弱，共振频率$\nu$更小；核外电子云密度低的原子电子环流产生的$\mathbf{B}_{i}$更弱，其原子核被屏蔽的程度低，即被去屏蔽（deshielded），所感受到的磁场与外加磁场相近，共振频率$\nu$更大。尽管与$\mathbf{B}$相比，$\mathbf{B}_{i}$的场强是一个很小的数值，化学环境不同的原子核的弛豫时放出的射频电磁辐射的频率差异也很小，但核磁共振仪的探头完全足以分辨这些频率的差异，以此在核磁共振谱中以信号峰的形式给出射频电磁辐射的频率，进而反映出原子核所在原子所处的化学环境信息。当样品中有多个化学环境不同的原子时，谱图上将有对应不同频率的多个信号峰，也就是不同频率成分的组合。我们可以根据核磁共振谱中的信号峰确定原子核所在原子所处的化学环境。

事实上，我们并不使用核磁共振仪来分辨不同种类的原子，质谱与红外光谱在这方面以经足够。如上所述，我们使用核磁共振仪的主要目的就是获取样品中原子所处的化学环境信息。因化学环境不同的原子核的弛豫时放出的射频电磁辐射的频率差异很小，对于某种特定的原子核，核磁共振仪工作时扫描频率的范围也较小，跨度通常只有几kHz。

需要注意的是，在后续的内容中，我们会反复对核外电子云密度大小进行分析，以说明不同化学环境中同种原子核弛豫时射频电磁辐射的频率$\nu$的大小。出于方便起见，我们后续将直接使用数值相同的共振频率$\nu$替代放出的射频电磁辐射的频率$\nu$。但要始终记住：原子核发生核磁共振时并不给出信号，信号是在弛豫时产生的，核磁共振谱中的信号峰反应的是弛豫时放出的射频电磁辐射的频率$\nu$。

练习

下面两张图片是在同一标度下生成的分子静电势图，判断框内的质子哪个被屏蔽，哪个被去屏蔽。