电磁波谱波谱学基本知识
第一节谱学基础
研究自由电子的能量及其分布. 固体表面分析技术之一. 根据激发光源不同, 分为 X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 紫外光电子能谱(ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS) 俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy, AES)
光波与光谱的关系：
范围 光区 光谱类型 跃迁类型
10-4～10-2nm -ray MÖssbauer谱 核能级跃迁
10-2～10 nm X-ray X-光电子能谱 核内层电子能级
100～400 nm 紫外光区 紫外光谱 核外层电子（价
400～800 nm 可见光区 可见光谱 电子或非键电子)
2.5～25 m 红外光区 红外光谱 分子振动-转动
1.5 分子能级与分子光谱
分子总能量 E总 = Et + Ee + Ev + Er
1.6 磁共振谱
磁诱导电子自旋能级裂分
电子顺磁共振谱 (electron paramagnetic resonance, EPR) 或电子自旋共振 (electron spin resonance, ESR) 核磁共振 (nuclear magnetic resonance, NMR)
0.1～50 cm 微波区 纯转动光谱 分子转动能级
电子顺磁共振谱 电子自旋能级
（磁诱导）
50～500 cm 射频区 核磁共振谱 核自旋能级
(600～60 MHz 无线电波区）
（磁诱导）
1.3 X射线光谱: 核内层电子能级的改变
电离层 产生光谱线的来源
L K K1
L L
K2
电磁波谱.ppt
2、对红外线的作用和来源正确的叙述有（ACD ）
A、一切物体都在不停地辐射红外线 B、红外线有很强的荧光效应 C、红外线最显著的作用是热作用 D、物体温度越高，其辐射出的红外线越强
与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查 部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域
有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手 术．
小结
二、电磁波谱
1、电磁波谱 ：按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱
2、波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红 外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线
能
量
的
相
对 大
紫外线 可见光
小
红外线
黄绿光
0
400
800
1200
1600
2000 波长λ/nm
关于电磁波谱的几点强调
3、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同． 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来
加热物体和进行红外线遥感； 紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消
毒； 伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领
（2）由德国物理学家里特于1801年首 先发现的，一切高温物体发出的 光中，都有紫外线。
显著作用：A、荧光，B、化学作 用，C、杀菌消毒
பைடு நூலகம்
利用紫外 线的荧光 作用检验 人民币的 真伪
紫外线杀 菌灯
防紫外线雨伞
5、伦琴射线
(1)伦琴射线（X射线）是一种波长比
紫外线更短的不可见光。 X射线波长：10－8m ----10－12m
4.4电磁波谱(广)
黑色越深，表示地面辐射
越强，天气越晴好。
若某地上空有云雨覆盖，卫星探测的是云层顶部向太空辐射的红
外线，表现为白色或灰白色；颜色越白，表示地面辐射越弱；云系
越密实，降雨强度越大。
晴空区与云雨区间的过渡区，有不同厚度的云而无明显降水。
红
外
体
温
探
测
做一做
许多动物具有发达的红外感受器官，因此在夜间也可以"看到"物体。
阳光进入大气时，波长较长
的色光，如红光，透射力大，能
透过大气射向地面；而波长短的
紫、蓝、青色光，碰到大气分子、
冰晶、水滴等时，就很容易发生
散射现象。被散射了的紫、蓝、
青色光布满天空，就使天空呈现
出一片蔚蓝了。
傍晚和早晨，太阳斜射大气，
光线在大气中的运行距离变长，
蓝紫光在大气中已散射完，剩余
的红、橙光较多，红、橙光占优
距离为 =
。
（3）用途：可以探测飞机、舰艇、导弹及其他军事目标；可以为飞机、船只导
航；天文学上可以用来研究行星、卫星；在气象上可以探测雷雨、云层厚度等。
红外线：波长约为760nm～1mm
特点：①波长介于无线电波和可见光之间
②所有物体都会发射红外线
③物体的红外辐射跟温度有关。
热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
4.4 电磁波谱
1.波长、频率和波速
(1) 波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离(单位:m)
(2) 频率:在1s内传播完整波长的个数
(3) 波速:用来描述波传播快慢的物理量三者关系：波速=波长×频率
即: c f
或 cT
4.2 电磁波谱
小结
二、电磁波谱 1、电磁波谱 ：按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱 2、波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红 外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线
三、电磁波的能量 电磁波有能量。电磁波是一种物质。 四、太阳辐射 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三 个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。
电磁波的种类和应用归纳
波谱 无线 电波
红外线 可见光 紫外线 X射线 射线
特性 波动 性强 无线 应用 电技 术
热效应 加热 遥感 遥控
引起 视觉 摄影 照明
化学作用 贯穿能 贯穿能 荧光效应 力强 力最强 杀菌消毒
感光技术 检查探 工业探 医用消毒 测医用 伤医用 透视 治疗
问题与练习二解答 1．答：光和无线电波都是电磁波，区别在于它们的波长 不同。 10 2．答：传到眼睛需要的时间是 t s 3.3 s
二、电磁波谱
• 1、电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电 波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、 γ射线都是电磁波。 • 2、定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它 们排列成谱，叫做电磁波谱。如图所示
电磁波谱
波长短
频率高
波长长
频率低
二、电磁波谱
• 不同的电磁波由于具有不同的频率（波长）具有不 同特性 • 3、无线电波：λ＞1㎜的电磁波。用通信和广播。 微波炉用的也是无线电波。
3．有些动物在夜间几乎什么也看不见，而猫 头鹰在夜间却有很好的视力：其原因为 （C ）． A．不需要光线，也能看到 B．自身眼睛发光，照亮搜索目标 C．可对红外线产生视觉 D．可对紫外线产生视觉
关于电磁波谱的几点强调
3、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同． 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来 加热物体和进行红外线遥感； 紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消 毒； 伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领 与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查 部件的缺陷； γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域 有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手 术． 返回
第9章波谱知识简介
4. 三种运动形式能级间的关系
B
4 3 J" 2 振 动 能 级
E
电 子 能 级 转 动 能 级
J" 2 0
2 0
1
A
0
分子总能量：E ＝ Ee ＋ EV ＋ Er
第二节 紫外光谱
一、 紫外光谱图
1. 波长范围：紫外光 4～400nm（4～200nm 远紫外区， 200～400nm 近紫外区）
可见光 400～800nm
丙醛的核磁共振谱图
偶合常数
Ha
偶合使得吸收信号裂分为多重峰， 多重峰中相邻两个峰之间的距离称为
H
Ha C
Hb C
Jab Ho
偶合常数（J），单位为赫（Hz）。
J的数值大小表示两个质子间相互 偶合（干扰）的大小。
当Ha和H b化学位移之差（Δυ）与偶合常数（Jab）之比大于6以
上时，可用上述方法来分析自旋裂分的信号，当Δυ接近或小于Jab
N（相邻H数） Multiplet（裂分峰数） （N＋1） Relative intensities of peaks（相对峰强）
0 1 2 3 4 5 6
Singlet(1，s)（一重峰） Doublet(2,d)（二重峰） Triplet(3，t)（三重峰） Quartet(4,q)（四重峰） Quintet(5,m)（五重峰） Sextet(6,m)（六重峰） Septet(7,m)（七重峰）
1 1:1 1:2:1 1:3:3:1 1:4:6:4:1 1:5:10:10:5:1 1:6:15:20:15:6:1
当两个相互偶合的质子化学位移之差与偶合常数相接近时，出现复杂的多重峰。
化学位移给出质子类型，裂分峰数给出邻近质子的信息，峰面积之 比给出各类质子的数目比。核磁共振和IR是有机结构测定的最有力的 工具。
第二章 电磁波及电磁波谱
解得： λmaxT=2897.8
式中： λ ：波长。（μm） T ：绝对温度（K）
常用这种方法选择遥感器和确定对目标物进 行热红外遥感的最佳波段。
2.2.1 黑体辐射
2）物体的发射
基尔霍夫定律 在给定温度下，物 体对任一波长的发 射和吸收成正比， 比值与物体的性质 无关，只是波长和 温度的函数。即有：
0 = ελ M = / M λ λ
f (λ , T )α λ /= f (λ , T ) α λ
物体的光谱发射率等于物体的光谱吸收率。
材料 人皮肤 土壤（干） 水 石英岩 大理岩 铝 铜 铁 钢 油膜（厚0.0508mm） 油膜（厚0.0254mm） 沙 混凝土
温度℃ 30 20 20 20 20 100 100 40 100 20 20 20 20
用于遥控，热 成像仪，红外 制导导弹
微波用于微波 炉，通信、导 航、武器
电磁波谱
2.1.2 电磁波谱
近红外：0.76-3μm，中红外：3-6μm，远红外：615μm，超远红外：15-1000μm。 近红外（NIR：Near Infrared ）：0.75-1。4μm，短波 红外（SWIR：Short-wave Infrared ）：1.4-3μm，中 波红外（MWIR：Medium-wave Infrared）：3-6μm， 长波红外：（LWIR：Long-wave Infrared）： 615μm，远红外（FIR）：15-1000μm。 反射红外波段：0.76-3.0μm ，发射红外波段：3-18μm。 后者又称热红外（TIRS：Thermal Infrared Sensor ）。
电磁波谱知识点总结
电磁波谱知识点总结一、电磁波的发现1、电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)●理解：(1) 均匀变化的磁场产生稳定电场(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场2、电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场麦克斯韦假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场●理解：(1)均匀变化的电场产生稳定磁场(2)非均匀变化的电场产生变化磁场3、麦克斯韦电磁场理论的理解：恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场4、电磁场：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场，变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体,这就是电磁场5、电磁波：电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波6、电磁波的特点：(1) 电磁波是横波，电场强度E 和磁感应强度B按正弦规律变化，二者相互垂直，均与波的传播方向垂直(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf(3) 电磁波具有波的特性7、赫兹的电火花：赫兹观察到了电磁波的反射，折射，干涉，偏振和衍射等现象.他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
二、电磁振荡1、LC回路振荡电流的产生：先给电容器充电，把能以电场能的形式储存在电容器中。
（1）闭合电路，电容器C通过电感线圈L开始放电。
由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。
放电开始瞬时电路中电流为零，磁场能为零，极板上电荷量最大。
随后，电路中电流加大，磁场能加大，电场能减少,直到电容器C两端电压为零。
放电结束，电流达到最大、磁场能最多。
（2）由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失，保持原来电流方向，对电容器反方向充电，磁场能减少，电场能增多。
电磁波谱 课件
人体也在发射红外线，体温越高，发射的红外线越强。根据 这个原理，红外体温计不与身体接触也可以测体温。
红外线主要作 用是热作用，可以 利用红外线来加热 注意: 物体和进行红外线 烤箱中的红光,不是 遥感 红外线,红外线是看不 见的.
红外线卫星云图 显示一九九九年九月 十六日台风约克于清 晨靠近香港时,中心 的风眼清晰可见 ．
红外线技 术的应用
利用红外线检测人体的健 康状态，本图片是人体的背 部热图，透过图片可以根据 不同颜色判断病变区域．
（三）、可见光：能作用于人的眼睛并引起视觉 的电磁波叫可见光。 在电磁波谱中是一个很窄的波段。λ在700nm400nm之间。由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光组 成。 观察物体、照相就是可见光的主要应用。
特性 波动 性强
热效应 加热 遥感 遥控
引起 视觉 摄影 照明
化学作用 贯穿能 贯穿能 荧光效应 力最强 力强 杀菌消毒
无线 应用 电技 术
工业探 检查探 感光技术 伤医用 测医用 医用消毒 透视 治疗
练习题:
1 、下列各组电磁波中 , 接波长由长到短排列正确的 是( D ) A、红外线、紫外线、可见光、γ射线 B、γ射线、紫外线、红外线、可见光 C、γ射线、紫外线、可见光、红外线 D、红外线、可见光、紫外线、γ射线
再见
紫外线看不见。
消毒灯、验钞机灯除发 出紫外线外，还发出少量紫 光和蓝光 画面上可以清晰的看到钱币
上的防伪标记
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防紫外线雨伞
（五）、 伦琴射线（X射线)和γ射线： λ比紫外线更短的是X射线、γ射线。 它们能量很高，穿透能力很强。X射线也称X 光：检查探测医用透视，γ射线对细胞有杀伤 力，医疗上用来治疗肿瘤 （γ刀），工业中可 用来探伤 。
波谱学基础知识
波谱学基础知识1授课内容Chapter 13 波谱学基本知识学时数 5了解四大光谱的原理；会分析简单的谱图。
第一节紫外-可见光谱：影响紫外光谱的因素第二节红外光谱：特征官能团在光谱中的位置第三节核磁共振：化学位移第四节质谱：裂解规律、分子离子峰P387/5；6；8；10教材：《有机化学》张生勇主编。
高等教育出版社。
参考文献：1．《基础有机化学》邢其毅等编。
第二版，高等教育出版社。
2．《Organic Chemistry 》Stephen J. et al. Academic Press 3．《Fundamentals of Organic Chemistry 》（美）John McMurry 著机械工业出版社教学目的（含重点，难点）主要内容复习思考题参考文献教材教研室意见教学内容时间分配媒体选择第十三章波谱学基础知识前言：通过科研中做的UV、IR、H1NMR、MS等实际谱图，介绍各谱图对确定有机化合物结构的重要作用。
1. Nuclear magnetic resonance spectrum of 4-pyrithione2. Mass spectrum of 4-pyrithione3. Ultraviolet spectrum of 4-pyrithione4. Infrared spectrum of 4-pyrithione电磁波谱参见P352图13-1第一节紫外-可见光谱Ultraviolet-visual Spectroscopy一、基本原理和基本概念Basic Principles and Concepts（一）Lambert-Beer Law数学表达式：A=εcl=lg1/T（二）UV谱图Ultraviolet Spectroscopy横坐标:λ/nm纵坐标: A分子内能变化的条件：△E=hν分子内能变化的形式：△E= △Ee+ △Ev + △Er分子内能变化示意图：见幻灯分子吸收光谱分类（按分子内能变化形式）：转动光谱：远红外及微波区域振动光谱：中红外区域电子光谱：可见-紫外区域（三）电子跃迁与紫外光谱电子跃迁能量示意图：见幻灯紫外光谱中电子跃迁的类型：n→π*跃迁(R带)：λ>250nm;ε<100.π→π*跃迁(K带)：λmax=162nm(ε≈104 ) （乙烯）K带的ε≈104 ,并随共轭双键的增多而增大.λ随共轭双键的增多而增长.（四）紫外光谱的常用术语发色团：能引起电子光谱特征吸收的不饱和基团。
4.4 电磁波谱
电磁波谱
新课引入
电磁波的范围很广。我们通常所说的，无线电波、光波各种射线，
如红外线、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波。我们把各种电
磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱，就叫电磁波谱。这节课
我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。
一、无线电波
技术上把波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，
移动通信网络
二、红外线
红外线：红外线的波长比无线电波短，比可见光长。所有物体都发射
红外线。热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
夜视仪器
红外摄影
红外遥感技术
红外体温计
三、可见光
可见光：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，称为可见光。可见光的
波长为400~760 nm。不同颜色的光是波长(或频率)范围不同的电磁波。
菌消毒。太阳光中有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能够
促进钙的吸收，改善体质，但是过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤。许
多物质在紫外线的照射下能发出荧光，根据这点可以设计防伪措施。
利用紫外线检验人民币的真伪
紫外线杀菌
注意：消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的，但这不是紫外线，
紫外线看不见的。
五、 X射线和γ射线
(4)用途不同：无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥
感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照相，
γ射线用于检查金属部件的缺陷等。
随堂练习
1.关于生活中遇到的各种波，下列说法不正确的是 ( ACD )
A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
波长最短的电磁辐射是γ射线，它具有很高的能量。γ射线能破坏生命物质。
电磁波谱知识：电磁波谱——关键词“无处不在”
电磁波谱知识：电磁波谱——关键词“无处不在”电磁波谱是一个包含了所有电磁波的范围，从极长波长的无线电波到非常短的伽玛射线，它们无处不在。
这篇文章将探讨电磁波谱的各种类型，以及它们在我们日常生活中的重要性。
电磁波谱可以分为七种类型：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伽玛射线和X射线。
而这些电磁波存在的地方是无处不在的。
无线电波是我们日常生活中最常见的电磁波类型之一。
所有我们使用的通信设备，如手机、收音机、电视和卫星通信都利用了无线电波。
此外，无线电波还用于雷达和导航系统中。
微波是一种电磁波，它具有比无线电波更短的波长。
微波在炉子和微波炉里使用，它们通过微波的加热方式，让食物更快更均匀地煮熟。
红外线是一种电磁辐射，其波长短于可见光，但长于微波。
红外线被广泛用于遥感、热成像以及远程温度测量等领域。
目前，红外线技术还被用于太空探测器、军事技术和安全系统。
可见光是我们能够看到的电磁波的一种类型。
它覆盖了一种颜色的范围，从红色到紫色。
它被广泛应用于照明、摄影和电视等领域。
紫外线是一种较高能量的电磁波，其波长短于可见光。
紫外线被用于医疗、紫外线灯、防晒霜和水污染处理等领域。
伽玛射线是一种高能电离辐射。
它是自然界中最强大的辐射之一，被广泛用于医学诊断和治疗领域，如放射治疗和核医学。
X射线也是一种电磁波，其波长介于紫外线和伽玛射线之间。
X射线广泛应用于医疗、机场安全检查和材料检测等领域。
电磁波谱在我们日常生活中扮演着重要的角色，每个领域都有自己所需的电磁波谱类型。
无线电波和微波用于通信和加热。
红外线和可见光用于照明和成像。
紫外线、伽玛射线和X射线用于医疗和检测。
此外，电磁波谱也有一些潜在危险。
长时间暴露在紫外线下会引起皮肤癌和免疫抑制。
伽玛射线和X射线可能会损伤DNA，导致变异和癌症。
总之，电磁波谱中有许多种电磁波类型，它们无处不在，对我们的日常生活至关重要。
了解这些电磁波类型及其应用，有助于我们更好地理解我们身边的世界和技术的发展。
第二章-电磁波谱
紫外波段 0.01—0.38m 可见光波段 0.38—0.76m
紫色光 0.38—0.43m 蓝色光 0.43—0.47m 青色光 0.47—0.50m 绿色光 0.50—0.56m 黄色光 0.56—0.59m 橙色光 0.59—0.62m 红色光 0.62—0.76m 红外波段 0.76—1000m 近红外波段 0.76—3.0m 中红外波段 3.0—6.0m 远(热)红外波段 6.0—15.0m 超远红外波段 15.0—1000.0 微波红外波段 1mm—1m
干涉 两列频率、振动方向、相位都相同或相位差恒定的 电磁波叠加时，某些部位振动永远加强，而另一些部位的振 动永远减弱或完全抵消的现象，称为电磁波的干涉
衍射 如果电磁波投射击在一个它不能透过的有限大小的障 碍物上，将会有一部分波从障碍物的边界外通过，这部分波 在超越障碍物时，会改变方向绕过其边缘而达到障碍物后面 的阴影区
不同的粒子，发生不同的能级跃迁，产生不同 能量，也就是不同波长的电磁波。
二、电磁波谱的产生的物理机制
玻尔理论 原子光谱 分子光谱 晶体光谱
玻尔理论
氢原子光谱：一个质子和一个电子组成
实验证实：
紫外——可见光——红外均出现氢原子光谱，由不 同线系组成。
每一线系内，谱线排列的间隔和强度均朝短波方向 有规律地递减。
波速 波在单位时间内传播距离。电磁波在 真空中的传播速度为每秒3108米/秒（每秒30 万公里），通常用C表示。
波长：是在同一波线上两个相位差为2的质点 之间的距离，即一个完整波的长度，以C表示
周期：以任点开始，振动传播一个波长所需的 时间，以T表示。
频率：单位时间内波动前进过程中所包含的波 数，以表示
多普勒效应 当一个频率为f的电磁辐射源向着 ,或 背着观察者运动时，则观察者从这个源所接收到的辐 射将具有另一个频率f‘。如果辐射源向观察者运动， f‘大于f，如果背离观察者运动，则f‘小于f。
电磁波谱知识：电磁波谱——光与影的多彩交织
电磁波谱知识：电磁波谱——光与影的多彩交织电磁波谱——光与影的多彩交织“光是物质的本性中最美的表现。
”——爱因斯坦随着科技的不断进步和人类认知水平的提高，电磁波谱的研究也越来越深入。
电磁波是以电和磁场的形式传播的波动，它们绕过了我们生活中的一切物质，把信息、能量带到我们的世界。
一种波能分为一系列频率，即电磁波谱。
谱内的电磁波具有不同的频率和波长，构成了一幅绚丽多彩的图景。
电磁波的频率规律性很强，频率越高，波长越短，传播速度越快，能量越强，也表现为不同的状态，如电视、电波、光线、X光线、伽玛射线等。
电磁波谱以频率从低到高分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等七部分。
这七部分中，人类只能看到其中的一部分，也就是可见光。
可见光只是电磁波谱的一个小区间，它的频率介于无线电波和紫外线之间。
光具有颜色，不同颜色的光源反映了它们的波长。
红色的光波长长，波幅低，频率低；紫色的光波长短，波幅高，频率高。
人眼能感知到的颜色从红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，这也是可见光的全部颜色。
每一种颜色都有自己的独特魅力，具有不同的感受和意义，色彩构成了物体的表象，让世界更加丰富多彩。
人类发展历程中，对光的认识和运用不断深入。
人们通过对光的加工和控制，研发出了许多具有利于人类生活和工作的器具，如望远镜、显微镜、光电子器件、发光二极管等。
另外，光还被广泛应用于通信领域，像4G、5G网络就是利用无线电波进行高速通信和数据传输的。
同时，电磁波谱也具有一定的危害性。
高频电磁波往往对人体有毒性，例如微波，当人在其辐射范围内时，如果时间和剂量达到一定水平，就会出现一些不良反应。
此外，极紫外线和X射线更具危害，对人体的伤害与坠入火山口或从高空坠落所引起的伤害相当，因此在使用这些电磁波时必须注意防护。
最后，电磁波谱是人类认知世界的一种重要方式，我们从中汲取丰富的知识和动力，创造出一个又一个崭新的历史时刻。
在研究中，科技工作者们不断深入，发现了电磁谱中的新颖原理、新材料和新装置，促进着人类社会的发展和进步。
电磁波谱波谱学基本知识
13
6
第一节 紫外-可见光谱
一 、基本原理和基本概念 二、影响紫外光谱的因素 三、紫外光谱的应用
13
7
（一）Lambert-Beer定律
A=εcl=lg1/T
13
8
（二）UV谱图
横坐标:λ/nm 纵坐标: A
见P353图13-2
13
9
（三）电子跃迁与紫外光谱 • 分子内能变化的条件: △E=hν • 分子内能变化的形式: △E= △Ee+ △Ev + △E
自旋量子数I：描述核的自旋运动。 μ=γhI 磁量子数m：表示核磁矩在外磁场中 的方向。 m= I, I-1, I-2…- I μH=γhm 核的自旋与磁性（P369表13-8）
13 50
H0
H0 自旋轴
m=+ ½
回旋轴
回旋轴
m=- ½
1H自旋核在外磁场中的两种取向示意图
13
17
二、影响紫外光谱的因素
（一）共轭效应
（二）空间效应 （三）溶剂效应
13
18
（一）共轭效应
• π- π共轭对吸收峰的影响: 见P356表13-3 •n- π共轭对吸收峰的影响：
λmax/nm的增值
体系 X-C=C NR2 40 OR 30 SR 45 Cl 5 Br
X-C 6H5 E2带 B带
H有效 H（ H0 H感应 0 1 ）
核共振条件： h 2H有效
13 60
P371图13-17
感应磁场
H0
屏蔽效应： 核外电子对 核产生的这 种屏蔽作用。
61
13
局部屏蔽效应 远程屏蔽效应 局部屏蔽效应：核外成键电子对核产生 的屏蔽作用。 远程屏蔽效应：分子中其它原子和基团 的核外电子对核产生的屏蔽作用。
2第二章电磁波谱
二、辐射基本定理
• • • • • • • • • • （一）、辐射体和辐射平衡 根据物体的吸收或发射能力，通常将物体 分为三类： 1．黑体 黑体是指某一物体在任何温度下，对任 意方向和任意波长的吸收率或发射率都等 于l，这种物体称为黑体。 或者说，在热力学定律允许的范围 内，最大限度地把热能转变为辐射能的理 想热辐射体叫做黑体。
• • • • •
地面覆盖物对太阳辐射的反射 土壤粒子减小反照率增大 叶绿素在0.45和0.67强吸收 绿色植物0.55和0.76-1.1强反射 水在1.4和1.9强吸收
太阳辐射在大气中的衰减
• 假如到达大气上界的太阳辐射定为100%， 而实际上最后到达地球表面的太阳辐射 却只有47%，这是什么原因造成的？ • 表现形式：
• 对于地球大气系统，它要受到太阳辐射和 • 其他微粒流的作用，同时大气内存有温度 • 梯度，所以大气中没有完全的热力平衡。 • • • • • • • • 但在所有热力不平衡系统中，在一个宏观 小体积内建立平衡的时间要短得很多。从 此出发，可设想大气中存在如下状态：在 这个状态中，气体的每一体积元量犹如处 在热力平衡状态中(对这个体积温度而 言)，这样的平衡称局地热力平衡。实际大 气中，在50km以下可以认为大气处在局地 热力平衡。
亮度温度比实际温度低,物体的光谱发射率偏离1越远,则 其亮度温度偏离真实温度就越大；反之，光谱发射率 越接近于1,那么亮度温度就越接近于真实温度 在相同的温度与波长下，实际物体的热辐射总比黑体辐 射小；而在具有相同热辐射的条件下，黑体温度必然 低于实际物体的实际温度 亮度温度是用卫星测到的辐射能的值 计算出来的(使用辐射定律)
• • • • • • •
(2)X射线(伦琴射线) 原子内部的电子从激发态恢复到稳态产 生的 波长短，频率较高 0.0045—10-5微米 能穿透密度很大的物质 可用它的这种特性研究物质的内部结构。
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