A ressonância magnética nuclear (RMN) encontra inúmeras aplicações em Física, Química, Engenharia e Medicina. Ela é utilizada sobretudo na análise de composição e estrutura de materiais, tanto sólidos quanto líquidos, e na realização de imagens tomográficas, na área médica, sem a necessidade de submeter o paciente à qualquer tipo de radiação ionizante. O objetivo do presente trabalho é apresentar para estudantes de Física, Química e Engenharia os conceitos físicos básicos da ressonância magnética nuclear, utilizando a mecânica quântica para deduzir as equações de Bloch e apresentar suas soluções em regime de alto campo magnetostático. As condições necessárias para possibilitar o emprego dessa técnica na prática, utilizando a ressonância do próton, serão discutidas em linhas gerais.

The phenomenon of nuclear magnetic resonance (NMR) has numerous applications in Physics, Chemistry, Engineering and Medicine, being used for the analysis materials composition and structure, both in solids and liquids. Medical uses are in tomographic imaging, without the need of submitting the patient to ionizing radiation of any kind. The aim of the present manuscript is to introduce the physical principles of NMR using quantum mechanics in order to deduce Bloch's equations and obtain their solutions in the high magnetostatic field regime. The conditions required for practical uses of the technique, using proton's resonance, will be briefly discussed.

Considerando uma abordagem estática, a corrente elétrica em um material condutor flui pelo caminho que apresenta a menor resistência. Já na abordagem dinâmica (corrente alternada), este caminho é definido pela menor impedância, que depende não somente da resistência, mas das reatâncias indutiva e capacitiva. Dessa forma, a variação da frequência dessa corrente pode alterar o caminho que ela percorre em um plano condutor, uma vez que as reatâncias serão importantes no caminho de menor impedância. Esse efeito é bem conhecido e muito utilizado para a construção de filtros e osciladores. Neste trabalho este efeito será analisado através de simulações eletromagnéticas e também experimentalmente, com o auxílio de um modelo didático de fácil construção.

Considering a static approach, the electric current in a conductor material flows along the path that has the lowest resistance. In the dynamic approach (alternating current), this path is defined by the smallest impedance, which depends not only on the resistance but also on the inductive and capacitive reactance. In this way, the variation of the frequency of the current may change the path that it follows in a plane conductor, once the reactances will be important in the lowest impedance path. This effect is well known and widely used for the construction of filters and oscillators. In this work, this effect will be analyzed using electromagnetic simulation as well as experimentally, with an easily constructed educational model.

This work describes the design and optimization of a printed circuit board containing a rectangular half-loop coil designed to apply radio frequency signals on micrometric diamond crystals. The structure was optimized to maximize the magnetic field perpendicular to the coil at 2,87 GHz. In the optimization process we have used transmission line theory, circuit level and 3D electromagnetic simulations. The structure was implemented and measured. The adopted methodology was validated by the good agreement between theory and experiments.