紅外光譜的發(fā)展、原理、特點(diǎn)、分類紅外光譜的技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用相繼經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)期，逐漸完善著自身技術(shù)在領(lǐng)域中的應(yīng)用，且將低成本高性能作為發(fā)展與創(chuàng)新的主要方向。本文簡(jiǎn)單介紹了紅外光譜的發(fā)展、原理、特點(diǎn)、分類。

紅外光譜的發(fā)展歷史

在20世紀(jì)初，在紅光譜技術(shù)領(lǐng)域已有100多種有機(jī)化合物的紅外光譜圖，給有機(jī)化學(xué)家提供了鑒別未知化合物的有力手段。

到50年代末，紅外光譜數(shù)據(jù)已經(jīng)累積得非常豐富了。

到了70年代，在電子計(jì)算機(jī)蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上，傅立葉變換紅外光譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)代化學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室，成為結(jié)構(gòu)分析的重要工具，它的特點(diǎn)是高靈敏度、高分辨率、快速掃描、聯(lián)機(jī)操作和高度計(jì)算機(jī)化。

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紅外光譜的原理

紅外光譜是一種分子吸收光譜，利用紅外光譜法對(duì)有機(jī)物進(jìn)行定性和定量的檢測(cè)，通過(guò)紅外線光譜儀發(fā)出紅外線光線，再將光線照射到待檢測(cè)物體的表面，有機(jī)物因其吸收特性會(huì)吸收紅外光，從而產(chǎn)生紅外光譜圖。

技術(shù)人員可根據(jù)紅外光譜圖找到與吸收峰相對(duì)應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)待測(cè)物質(zhì)的構(gòu)成和所屬狀態(tài)進(jìn)行定性分析。此外，紅外光譜技術(shù)還可用于定量分析，測(cè)定物體的主要組成成分的含量。

紅外光譜含有多種可供選擇的特征波長(zhǎng)，因此，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)均可通過(guò)紅外光譜技術(shù)進(jìn)行定量分析。例如通過(guò)采取傅里葉數(shù)字濾波方式可對(duì)飲料進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理，再根據(jù)其他化學(xué)、物理和統(tǒng)計(jì)方法對(duì)飲料中水分、能量、糖類等物質(zhì)進(jìn)行定量檢測(cè)。

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紅外光譜特點(diǎn)

紅外光譜是由于分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷(同時(shí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷)而產(chǎn)生的。紅外光譜在化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用大致可分為兩個(gè)方面：

①分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究，應(yīng)用紅外光譜測(cè)定分子的鍵長(zhǎng)、鍵角來(lái)推斷、研究分子的基本結(jié)構(gòu)。

②化學(xué)組成的分析，根據(jù)光譜中吸收峰的位置和形狀來(lái)推斷未知分子的結(jié)構(gòu)。用紅外光譜作樣品分析時(shí)基本不需處理，且不破壞和消耗樣品，自身又不污染環(huán)境。

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紅外光譜的分類

紅外光譜可分為近紅外光譜技術(shù)、遠(yuǎn)紅外光譜技術(shù)和傅立葉變換紅外光譜技術(shù)。

近紅外光譜技術(shù)的分子中存在4種不同形式的能量，分別是平動(dòng)能，轉(zhuǎn)運(yùn)能，振動(dòng)能和電子能。在近紅外光譜技術(shù)中，近紅外區(qū)域產(chǎn)生的倍頻和合頻的吸收往往比中紅外弱，背景十分復(fù)雜，譜峰重疊的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，有時(shí)必須借助化學(xué)計(jì)量方法才能提供有效的信息。

遠(yuǎn)紅外光譜技術(shù)是利用物體在遠(yuǎn)紅外區(qū)的吸收光譜，這個(gè)區(qū)域的光源能量十分弱小，吸收譜帶主要是氣體分子中的純轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷和液體中重原子的伸縮振動(dòng)，因此一般不在遠(yuǎn)紅外光譜區(qū)進(jìn)行定量分析。

傅立葉變換紅外光譜技術(shù)是一種快速，無(wú)損食品分析的檢測(cè)技術(shù)，主要通過(guò)與化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定性定量分析。