انسان بيش از 100 سال است که با امواج الکترومغناطيسي آشناست و امروز از آنها به طور وسيعي در زندگي خود استفاده مي‌کند و اين فيزيک امواج در يک ميدان مغناطيسي و يک ميدان الکتريکي عمود بر هم بوجود آمده‌اند. ويژگي بارزشان که آنها را متمايز ساخته اين است که براي سير نياز به محيط هادي ندارد. و در خلا به راحتي حرکت مي‌کنند. فيزيک امواج راديويي نيز دسته‌اي از اين فيزيک امواج هستند.
ماهيت فيزيک امواج راديويي
هر اتم از الکترون و نوترون تشکيل شده است. نوترون و پروتون در مرکز قرار گرفته‌اند و هسته اتم را تشکيل مي‌دهند و الکترونها اطراف هسته مي‌چرخند. هسته بعضي از اتمها به دليل پروتونهاي آنها خنثي مي‌شود. داراي حرکت وضعي هستند. يعني به دور محور خود مي‌چرخند. اين نوع حرکت را حرکت اسپني مي‌گويند، که ويژگيهاي طبيعي هسته‌ها است. همچنين هسته به دليل وجود پروتون داراي بار مثبت هست و از هر ذره بارداري که حرکت داشته باشد، فيزيک امواج الکترومغناطيس تابش مي‌شود.
بطور کلي فيزيک امواج ، از جمله فيزيک امواج الکترومغناطيسي داراي فرکانس هستند. در اينجا فرکانس به معني تعداد نوسانهاي ميدان الکتريکي يا مغناطيسي در واحد زمان از هر نقطه از فضا است. اگر نيروي محرکي را با فرکانس يکسان با فرکانس طبيعي نوسانگر بکار ببريم دامنه حرکت نوساني يعني حداکثر فاصله‌اي تا نقطه‌اي از موج از مرکز تعادل مي‌گيرد افزايش مي‌يابد، که اين پديده را تشديد مي‌گويند.
نحوه برخورد فيزيک امواج راديويي با بافتها
در بيشتر اجسام مانند بافت نرم هسته‌ها داراي راستاي دوقطبي تصادفي هستند، در نتيجه برآيند کلي موجها به دليل اينکه همديگر را خنثي مي‌کنند صفر است. ولي اگر ميدان مغناطيسي در اطراف نمونه ايجاد کنيم، بخشي از اتمهاي H که انرژي کمتري دارند در راستاي ميدان و عده‌اي ديگر که انرژي بيشتر دارند، در خلاف راستاي ميدان قرار مي‌گيرند. در اثر ايجاد اين ميدان H يا هر هسته فعال تشديد مغناطيسي داراي حرکت انتقالي نيز مي‌شود و در راستاي يک دايره با زاويه نسبت به خط عمود چرخش مي‌کند. بسامد اين حرکت براي اتمها متفاوت است و به نوع هسته و بزرگي ميدان بستگي دارد.
هرچقدر ميدان مغناطيسي قويتر باشد، بسامد چرخش انتقالي افزايش مي‌يابد. بسامد چرخش هسته داراي حرکت اسپيني را حول ميدان بزرگتر ، بسامد لارمور مي‌گويند. با محاسبه فرکانس لارمو ، مي‌توان نسبتي به نام نسبت ژيرومغناطيسي را محاسبه کرد. که آنرا با «?» نشان مي‌دهند. هر هسته داراي نسبت ژيرومغناطيسي ويژه خود است و با کمک آن مي‌توان نوع هسته را تعيين کرد. اين نسبت براي اتم H وقتي در ميدان مغناطيسي يک تسلا قرار مي‌گيرد. برابر 42.57 است.
امواج RF در فيزيک امواج راديويي
با ايجاد يک ميدان مغناطيسي راديو فرکانسي (امواج RF در گستره فيزيک امواج الکترومغناطيسي است) قوي تمام هسته‌ها را در راستاي آن قرار دهيم. در RF براي ايجاد تصوير مطلوب بايد به گونه‌اي باشد که زاويه انحراف راستاي حرکت از حالت و پايه برابر 90 درجه شود. اگر فرکانس ميدان با فرکانس لارمور هسته يکي باشد پديده تشديد رخ مي‌دهد. اين حالت را برانگيختگي هسته مي‌گويند. وقتي که ميدان قطع مي شود پروتونها که انرژي دريافت کرده به تراز انرژي بالاتر رفته بوده ، انرژي خود را به صورت فيزيک امواج RF و به مقدار ناچيزي هم به صورت گرما از دست مي‌دهند.
آسايش فيزيک امواج RF
ميزان انرژي جذب شده توسط هسته به شدت RF در مدت زمان اعمال موج RF بستگي دارد. و ميزان انرژي که پروتون به اطراف مي‌فرستد به هسته و ترکيبات شيميايي مواد اطراف مربوط مي‌شود. اين پديده از دست دادن انرژي و بازگشت به حالت پايه را آسايش و زمان لازم براي رسيدن به حالت پايه را زمان آسايش مي‌گويند. پديده آسايش يا از دست دادن انرژي به صورت فيزيک امواج RF به دو صورت روي مي‌دهد. يا موج روي بافت اثر مي‌گذارد، که به آن آسايش اسپين شبکه يا آسايش طولي مي‌گويند و با T2 نشان مي‌دهند و T1 اسپين خود مولکول يا مولکولهاي ديگر اثر مي‌گذارد. که به آن آسايش اسپين شبکه يا آسايش عرضي مي‌گويند و با T2 نشان مي‌دهند. و به عبارت ديگر T1 مدت زماني است که طول مي‌کشد تا پروتون به انرژي اوليه‌اش برسد. و T2 مدت زماني است که طول مي کشد تا دامنه موج RF ضعيف شود و از بين برود.
منبع: http://atwis.com/خ