Jak przedstawiono na poniższym rysunku, można przeprowadzić trzy oddzielne eksperymenty odpowiadające trzem możliwym do obserwacji jądrom ¹H, ¹³C i ³⁵Cl.

 

W stronę próbki są kierowane trzy impulsy wzbudzające (E₁, E₂, E₃) z odpowiednią częstotliwość nośną. E₁ odpowiada częstotliwości rezonansowej ¹H, E₂ częstotliwości ¹³C frequency, a E₃ częstotliwości ³⁵Cl. Zakładając, że trzy izotopy zostały wzbudzone, próbka będzie emitować sygnały o trzech częstotliwościach f₁, f₂ i f₃, które zostają zarejestrowane na trzech odrębnych widmach. Jeśli emitowane sygnały zostaną pokazane na jednym wykresie, można spodziewać się widma podobnego do przedstawionego na rysunku poniżej (należy zauważyć, że podane częstotliwości sygnałów dotyczą magnesu 11,7 T i wszystkie sygnały zostały wykreślone jako singlety , tj. pojedyncze piki).

 

To sztuczne widmo pokazuje trzy piki odpowiadające trzem izotopom. Biorąc pod uwagę względną liczbę trzech izotopów, można oczekiwać, że intensywność sygnałów chloru, wodoru i węgla będzie pozostawać w stosunku 3:1:1. Jednakże należy również uwzględnić  abundancję naturalną trzech izotopów, co daje stosunek 227:100:1. Użytkownik może sprawdzić, że określone doświadczalnie stosunki intensywności pików nie zgadzają się z tymi wartościami. Przyczyną tego stanu jest charakterystyczna czułość  w metodzie NMR każdego izotopu. Czułość ¹H jest 63 razy większa w metodzie NMR niż w przypadku ¹³C. Oznacza to, że nawet jeśli próbka zawiera dokładnie taką samą liczbę jąder ¹H co ¹³C, intensywność sygnałów ¹H będzie 63 razy większa niż ¹³C.

W przypadku wykresu, takiego jak na powyższym rysunku, wszelkie szczegółowe informacje zostaną utracone, a precyzyjne określenie częstotliwości będzie niemożliwe. Mówi się wtedy, że widmo takie odznacza się niską rozdzielczość (rozdzielczość pozioma widma  jest miarą stopnia rozróżniania dwóch sygnałów o zbliżonej częstotliwości na widmie).

Kolejną komplikacją jest ogromny zakres skali na osi pionowej. Zmienność naturalnej czułości w metodzie NMR w połączeniu ze zmianami abundancji naturalnej często uniemożliwia wykreślenie sygnałów różnych izotopów na jednym widmie. W rzeczywistości rozdzielczość pionowa widma będzie bardzo niska (rozdzielczość pionowa, tj. stosunek sygnału do szumu widma jest miarą czułości).

Jeśli nasza analiza chloroformu wygląda na dość skomplikowaną, to dlatego, że próbujemy porównać sygnały trzech różnych obserwowanych jąder na jednym widmie (ignorujemy tutaj wszelkie ograniczenia sprzętowe/elektroniczne). Dlatego w praktyce eksperymenty NMR wykonuje się dla jednego jądra obserwowanego. Chociaż można wzbudzić więcej niż jeden izotop jednocześnie, stosując więcej niż jedną częstotliwość nośną (np. eksperymenty z odsprzęganiem), obserwuje się zawsze sygnały jednego izotopu. Dzięki temu znacznie upraszcza się analizę widma.

Wspomniano już wcześniej, że zmiany podstawowej częstotliwości rezonansowej, będącej efektem lokalnego otoczenia atomowego są zazwyczaj stosunkowo małe. Oznacza to, że na widmie nie występują duże zakresy spektralne. Co więcej, abundancja naturalna i naturalna czułość będą zawsze takie same dla danego izotopu. W związku z tym względna intensywność na przykład dwóch sygnałów emitowanych przez izotopy ¹H w danym widmie zależy jedynie od liczby atomów składających się na sygnał. To znacznie upraszcza analizę widm i uzyskanie informacji ilościowych. Zanim przejdziemy dalej do bardziej szczegółowego opisu techniki NMR, czytelnik powinien zapoznać się z pojęciem pomiaru sygnałów w ppm   (ang. parts per million, ppm) (części na milion) względem sygnału odniesienia.