簡明光學理論：紅外光譜分析原理
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發(fā)布時間：2021-04-14 11:07:55
紅外光譜分析指的是利用紅外光譜對物質分子進行的分析和鑒定。將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。
每種分子都有由其組成和結構決定的紅外吸收光譜，據此可以對分子進行結構分析和鑒定。
紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動而產生的，分子振動是指分子中各原子在平衡位置附近作相對運動，多原子分子可組成多種振動圖形。當分子中各原子以同一頻率、同一相位在平衡位置附近作簡諧振動時，這種振動方式稱簡正振動（例如伸縮振動和變角振動）。
分子振動的能量與紅外射線的光量子能量正好對應，因此當分子的振動狀態(tài)改變時，就可以發(fā)射紅外光譜，也可以因紅外輻射激發(fā)分子而振動而產生紅外吸收光譜。分子的振動和轉動的能量不是連續(xù)而是量子化的。但由于在分子的振動躍遷過程中也常常伴隨轉動躍遷，使振動光譜呈帶狀。所以分子的紅外光譜屬帶狀光譜。
紅外光譜分析可用于研究分子的結構和化學鍵，也可以作為表征和鑒別化學物種的方法。
紅外光譜具有高度特征性，可以采用與標準化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。已有幾種匯集成冊的標準紅外光譜集出版，可將這些圖譜貯存在計算機中，用以對比和檢索，進行分析鑒定。
利用化學鍵的特征波數(shù)來鑒別化合物的類型，并可用于定量測定。由于分子中鄰近基團的相互作用，使同一基團在不同分子中的特征波數(shù)有一定變化范圍。此外，在高聚物的構型、構象、力學性質的研究，以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫(yī)學等領域，也廣泛應用紅外光譜。
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