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紅外光譜儀的測量原理和測試手段

紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的儀器。 電磁光譜的紅外部分根據(jù)其同可見光譜的關(guān)系，可分為近紅外光、中紅外光和遠(yuǎn)紅外光。 遠(yuǎn)紅外光同微波毗鄰，能量低，可以用于旋轉(zhuǎn)光譜學(xué)。中紅外光 可以用來研究基礎(chǔ)震動(dòng)和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)-震動(dòng)結(jié)構(gòu)。能量的近紅外光可以激發(fā)泛音和諧波震動(dòng)。紅外光譜法的工作原理是由于震動(dòng)能不同，化學(xué)鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動(dòng)頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質(zhì)量、和終的相關(guān)振動(dòng)耦合。為使分子的振動(dòng)模式在紅外活躍，須存在*雙極子的改變。具體的，在波恩-奧本海默和諧振子近似中，例如，當(dāng)對應(yīng)于電子基態(tài)的分子哈密頓量能被分子幾何結(jié)構(gòu)的平衡態(tài)附近的諧振子近似時(shí)，分子電子能量基態(tài)的勢面決定的固有振蕩模，決定了共振頻率。然而，共振頻率經(jīng)過一次近似后同鍵的強(qiáng)度和鍵兩頭的原子質(zhì)量起來。這樣，振動(dòng)頻率可以和特定的鍵型起來。簡單的雙原子分子只有一種鍵，那就是伸縮。復(fù)雜的分子可能會(huì)有許多鍵，并且振動(dòng)可能會(huì)共軛出現(xiàn)，導(dǎo)致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學(xué)組起來。 碳硫分析儀常在有機(jī)化合物中發(fā)現(xiàn)的CH2組，可以以 “對稱和非對稱伸縮”、“剪刀式擺動(dòng)”、“左右搖擺”、“上下?lián)u擺”和“扭擺”六種方式振動(dòng)