红外光谱技术及应用解析
红外光谱技术的应用
红外光谱技术的应用红外光谱技术是一种经典而广泛应用的分析技术，能够分析物质的分子结构、化学键、官能团和它们之间的差异。
这种技术基于物质的吸收率，可以在检测分子中的物质时发现其吸收的特定波长。
其中，大约占有80％的材料都适用于红外光谱技术。
这种技术已成功应用于科学研究，工业生产和刑侦等领域。
一、医学和生物领域红外光谱技术在医学和生物领域有着广泛的应用。
在有关癌症的研究中，该技术可用于定量分析癌细胞和正常细胞之间的差异。
例如，红外吸收谱可以检测精子的品质，分析血样，确定癌症病变的浸润度等。
此外，红外光谱技术还可以用于检测蛋白质和其他大型分子的结构和性质。
二、工业生产在工业上，红外光谱技术已被广泛应用于化学制造业，尤其是有机化学行业。
它可以用来检测和分析化学品和原材料，以确保它们符合要求。
此外，红外光谱技术也可以用于检测产品中的杂质和异常成分，以及检测产品所蕴含的化学物质。
例如，可以通过检测石油化学产品中的颜色来确定其质量。
还可以检测纸张和塑料等产品中的品质。
三、食品产业在食品产业中，红外光谱技术也非常有用。
它可以用于检测食品和饮料中的成分和杂质，以及检测食物中可能存在的毒素和有害物质。
例如，可以通过检测口味和香味来鉴定食品的成分和质量，并分析蛋白质、糖类、脂肪和其他营养成分。
结论红外光谱技术是一种非常有用的分析技术，它有着广泛的应用领域。
无论是在医学和生物领域，还是在工业生产和食品产业中，红外光谱技术都有着重要的作用。
通过可靠的检测手段，我们可以更好地保证产品的质量和安全。
同时，我们相信，在不久的将来，红外光谱技术将在更多领域发挥更大的作用。
红外光谱技术的应用和意义
红外光谱技术的应用和意义红外光谱技术是一种非常重要的分析技术。
它可以对物质的结构、组成以及性质进行分析，具有极高的灵敏度和精确性，已经被广泛应用于化学、材料、生物等领域。
本文将从红外光谱技术的原理、应用和意义三个方面来探讨它的重要性。
一、红外光谱技术的原理红外光谱技术是一种基于分子振动的谱学方法。
分子由一系列原子组成，这些原子之间通过键相连，形成不同的结构和化学键。
每种结构和化学键都有其特定的振动模式，产生不同的红外光谱响应。
通过测量分子在不同波长下吸收和散射的红外光谱，可以对分子进行定性分析和定量分析。
红外光谱技术通常使用红外光谱仪来进行测量。
光谱仪通过红外光源和红外检测器，将样品置于光路上，并根据样品所吸收的不同波长的光强度，绘制出其光谱图。
利用这些光谱图，可以得出物质的分子结构、化学键的类型、烷基取代位置等信息。
二、红外光谱技术的应用红外光谱技术的应用涉及多个领域。
下面将介绍一些典型的应用。
1. 化学领域化学中经常需要分析化合物的结构和性质，以确定其用途。
红外光谱技术可以用于确定分子结构、化学键的类型和烷基取代位置等信息。
例如，通过红外光谱分析，可以确定某种化合物是否含有酮基、酯基等化学键。
这对于药物研发、新材料的开发等有着极大的意义。
2. 材料领域红外光谱技术也广泛应用于材料领域。
例如，通过红外光谱分析，可以确定材料的组成、结构和变化趋势等信息。
这对于高分子材料的研究、新材料的开发等都具有很大的帮助。
此外，红外光谱技术也可以用于石油、化工等行业的分析。
3. 生物领域在生物领域，红外光谱技术可以用于研究蛋白质、DNA等化合物。
例如，通过红外光谱分析，可以确定蛋白质的二级结构（如α螺旋、β折叠等），也可以进行生物分子的相互作用研究。
这对于疾病治疗、药物研发等都有着极大的帮助。
三、红外光谱技术的意义红外光谱技术的意义在于其具有广泛的应用价值，并且可以在多个领域中为人们提供便利。
红外光谱技术可以用于分析不同的物质，并确定它们的化学结构和化学键类型，这对于科学研究具有很大的帮助。
红外光谱(最全-最详细明了)
1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。
红外光谱产生的原理及应用
红外光谱产生的原理及应用红外光谱产生的原理红外光谱是一种用于研究物质结构和性质的分析技术。
它基于红外辐射与物质相互作用产生的光谱现象。
红外辐射是电磁辐射的一部分，具有较长的波长。
在分析对象（样品）吸收红外光时，分子会发生振动或转动，并产生特征性的振动光谱。
这些振动光谱通过红外光谱仪来检测和记录。
红外光谱仪由光源、样品和探测器组成。
光源产生红外辐射，样品与红外辐射相互作用并发生光谱响应，而探测器则记录并分析这些响应。
红外光谱产生的原理可以简单概括为以下几个步骤：1.光源产生红外辐射：红外光谱仪中的光源产生红外辐射。
常见的光源包括硅灯（固体光源）和氨化镉灯（气体光源）。
2.红外辐射通过样品：红外辐射穿过待测样品，与样品内的化学键相互作用。
不同化学键对红外辐射的吸收、反射和透射表现出不同的光谱特征。
3.探测器接收光谱信号：红外辐射穿过样品后，到达探测器。
探测器会转换光信号为电信号，并对信号进行放大和处理。
4.记录和分析光谱数据：探测器输出的电信号会被记录下来，并通过计算机进行数据分析和处理。
常见的分析方法包括傅立叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）和散射红外光谱。
红外光谱的应用红外光谱在多个领域有着广泛的应用。
下面列举了一些主要的应用领域和相关的应用案例。
1. 化学分析•有机物质鉴定：通过对有机物质的红外吸收谱进行分析，可以确定其分子结构和化学组成。
•无机物质分析：红外光谱还可以用于无机物质的成分分析，如金属离子、矿石和无机固体材料等。
2. 环境监测•大气污染监测：红外光谱可以用于监测大气中的污染物，例如CO、CO₂、SO₂和NO₂等。
•水质检测：红外光谱技术可以用于监测水中的有机化合物、金属离子和污染物等。
3. 医药和生物科学•药物分析：红外光谱可以用于药物的质量控制和成分分析。
•蛋白质和核酸研究：红外光谱可以用于研究蛋白质和核酸的结构和构象变化。
红外光谱仪的原理及应用
红外光谱仪的原理及应用
红外光谱仪是一种利用红外光谱技术来测试物质或物质表面的一种仪器。
它的原理是利用物质在不同波长红外线下吸收或散射不同程度的光来分析物质的性质。
红外光谱仪主要有两种工作方式：吸收光谱和反射光谱。
吸收光谱是利用物质吸收红外光的能量来分析物质的性质，反射光谱是利用物质反射红外光的能量来分析物质的性质。
红外光谱仪应用非常广泛，主要应用在化学、石油、农业、食品、医药、环境、生物等领域。
如分析石油中的含量，鉴定药物成分，检测食品中毒素，监测环境污染等。
红外光谱仪的原理
红外光谱仪的原理是利用物质在不同波长红外线下吸收或散射不同程度的光来分析物质的性质。
红外线是一种电磁波，其频率在可见光之外，波长在700纳米到1纳米之间。
当红外线照射到物质上时，物质中的分子会吸收其中的能量。
每种物质都有其特有的吸收光谱，因此可以利用这些吸收光谱来分析物质的性质。
红外光谱仪通常包括一个红外光源、一个分光仪、一个探测器和一个计算机控制系统。
红外光源发出红外线，分光仪将红外线分成不同波长的光束，探测器检测物质对不同波长的吸收程度，计算机控制系统将检测数据处理成可视化的光谱图。
红外光谱仪还可以进行反射光谱和透射光谱的测试，其原理是一样的。
反射光谱是利用物质对红外线的反射能力来分析物质的性质。
而透射光谱是利用物质对红外线的透射能力来分析物质的性质。
红外光谱技术是一种非接触式的分析方法，不会对样品造成破坏，可以在试样的原始状态下进行测试，因此被广泛应用于各种领域。
化学分析中的红外光谱技术
化学分析中的红外光谱技术红外光谱技术是一种重要的分析方法，广泛应用于化学领域。
它主要通过测定物质在红外光区域的吸收特性，从而获取有关物质结构和组成的信息。
以下是关于红外光谱技术的一些关键知识点：1.红外光谱的原理：红外光谱是利用物质对红外光的吸收作用，分析物质分子内部结构的一种技术。
红外光的波长范围在4000-400cm-1之间，不同类型的化学键和官能团在红外光区域有特定的吸收频率。
2.红外光谱仪：红外光谱仪是进行红外光谱分析的主要仪器设备。
它主要由光源、样品室、分光镜、检测器等部分组成。
样品通过红外光源照射，经过样品室后，由分光镜分离出不同波长的光，最后由检测器检测吸收的光强。
3.红外光谱图：红外光谱图是表示物质红外光谱吸收情况的图表。
横轴表示波数（cm-1），纵轴表示吸收强度。
红外光谱图可以用来分析物质的分子结构、化学键类型和官能团等信息。
4.红外光谱的应用：红外光谱技术在化学分析领域具有广泛的应用，可以用于定性分析、定量分析、结构分析、混合物分析等。
例如，通过红外光谱可以确定有机化合物的分子结构，分析高分子材料的组成等。
5.红外光谱的解析：红外光谱的解析主要包括峰的识别、峰的归属和峰的积分等步骤。
通过对红外光谱图中的吸收峰进行识别和归属，可以确定物质中的化学键类型和官能团，从而推断出物质的结构信息。
6.红外光谱的优点：红外光谱技术具有快速、简便、灵敏、准确等优点，是一种非常重要的分析方法。
它不仅适用于固体、液体样品，还可以用于气体和薄膜样品的研究。
7.红外光谱的局限性：虽然红外光谱技术具有很多优点，但也存在一定的局限性。
例如，红外光谱信号易受样品环境、化学计量比等因素的影响，因此在分析过程中需要注意样品的制备和测试条件的控制。
以上是关于化学分析中红外光谱技术的一些关键知识点，希望对您有所帮助。
习题及方法：1.习题：红外光谱图中，吸收峰的位置与哪个因素有关？解题思路：此题考查对红外光谱图的基本理解。
红外光谱仪的工作原理与应用
红外光谱仪的工作原理与应用红外光谱仪（Infrared Spectrometer）是一种重要的分析仪器，广泛应用于物质的表征和定性分析领域。
它利用物质与红外辐射的相互作用，通过检测光谱图像，得到物质的特征信息。
本文将详细介绍红外光谱仪的工作原理与应用。
一、工作原理红外光谱仪的工作原理基于物质对红外辐射的吸收特性。
红外辐射由红外光源产生，经过样品后，被红外探测器接收。
探测器将吸收的红外辐射信号转化为电信号，进而得到光谱图像。
1. 光源红外光谱仪常用的光源包括炽热丝灯、硅化钨灯和Nernst灯等。
不同类型的光源适用于不同的红外波段，可以提供适合的辐射强度和波长范围。
2. 样品样品置于红外光源与探测器之间，红外辐射通过样品后会发生吸收、散射和透射等过程。
样品的化学结构、纯度和浓度等特性会影响其对红外辐射的响应特点。
3. 分光装置分光装置用于将入射的红外光分解成不同波长的光束，以获取样品吸收光谱。
常见的分光装置包括棱镜和光栅，它们具有不同的光谱分辨率和波长范围。
4. 探测器红外探测器将样品吸收的红外光转化为电信号。
常用的红外探测器包括热偶极化物（如热电偶、热电阻）、半导体和光学检测器（如光电二极管、荧光探测器）等。
5. 数据采集与处理探测器输出的电信号通过数据采集系统进行数字化处理，得到样品的红外吸收光谱。
数据处理包括数据滤波、峰识别和谱图解析等步骤，以提取样品的化学信息并进行定性或定量分析。
二、应用领域红外光谱仪在众多领域发挥着重要作用，以下将介绍其几个主要应用领域。
1. 化学分析红外光谱仪可用于化学物质的分析和鉴别。
每种化学物质都有独特的红外吸收谱，通过与已知物质的光谱图进行比对，可以快速确定未知物质的成分和结构。
2. 药物研究红外光谱仪在药物研究中有广泛应用。
通过红外光谱技术，可以对新型药物进行结构表征和质量控制，同时还可以研究药物与载体的相互作用以及释放行为等。
3. 食品安全红外光谱仪可以用于食品中有害成分的检测与分析，如重金属、农药残留和添加剂等。
红外光谱技术的原理与应用
红外光谱技术的原理与应用近年来，红外光谱技术因其在分析领域中的广泛应用而备受瞩目。
它是一种非破坏性的分析技术，能够准确地确定目标物质的分子结构和功能组成。
本文将介绍红外光谱技术的原理、基础知识和应用。
一、红外光谱技术的原理红外光谱技术是一种利用物质对红外辐射的吸收和发射谱线进行分析的技术。
红外辐射可以被物质中的化学键吸收或发射，这些化学键的振动和转动运动产生了特定的谱线，对应于物质的分子结构。
红外光谱图展示了分子内各个化学键的谱线，可用于确定样品中不同分子的存在和浓度。
二、基础知识：红外光谱图的读取红外光谱图由x轴和y轴组成。
x轴表示波数（单位为cm-1），而y轴则表示对应波数下吸收带的相对强度。
红外光谱图的预处理非常重要。
为了获得最佳效果，我们需要对光谱图进行基线校正、去除噪声、调整基于吸收线强度等组合过程的光谱数据。
在光谱图上，各吸收带也需要进行标记和解释。
三、红外光谱技术的应用1. 化学分析红外光谱技术可以用于分析有机化合物的结构和组成。
化学家们可以用红外光谱图来检测样品中特定的化学键，以及确定这些化学键的类型和位置。
这项技术对于药物合成、有机化学和聚合物工程等领域的研究非常重要。
2. 食品安全红外光谱技术可以用于检测食品中的有害物质和营养成分。
例如，它可以用于测量食品中各种脂肪、糖类和蛋白质的含量。
此外，红外光谱技术还可以分析食品中的添加剂和农药残留情况。
3. 医学诊断红外光谱技术对于疾病的早期诊断和治疗也具有很大的帮助作用。
例如，红外光谱技术可以用于分析血液样品中患者的代谢物质，以及检测特定疾病标志物的存在。
此外，它还可以用于研究不同组织和器官的结构和组成。
4. 环境监测红外光谱技术可以用于分析环境样品中的有害物质和化学物质。
例如，可以通过分析水体中的化学物质来确保其安全饮用。
它还可以测定大气中的污染物质和土壤中的重金属含量。
四、未来发展随着科技的进步和新技术的出现，红外光谱技术也在不断发展。
简述红外光谱的原理及应用
简述红外光谱的原理及应用1. 红外光谱的原理红外光谱（Infrared Spectroscopy，简称IR）是一种通过测量样品对红外辐射吸收和散射的特性来研究样品的化学组成和结构的分析技术。
红外光谱利用物质在红外辐射下的能量吸收特性来确定样品中的化学键类型和它们之间的化学结构。
其原理基于分子振动和旋转产生的能级跃迁。
红外辐射的频率范围是10^12 Hz至10^14 Hz（波长范围：0.78 μm至1000 μm）。
分子中的化学键振动导致了特定频率的红外辐射吸收，因此红外光谱可以提供关于样品中化学键类型和它们之间的距离、角度和对称性的信息。
2. 红外光谱的应用2.1 化学分析红外光谱广泛应用于化学分析领域。
利用红外光谱仪器可以进行定性分析和定量分析，鉴定和测定样品中的化学物质。
a. 定性分析红外光谱可以用于鉴定和确认化学物质的组成和结构。
不同化学键的振动模式具有特征性，可以通过比对样品的红外光谱图与已知物质的库谱进行匹配来确定样品中的化合物。
b. 定量分析红外光谱还可用于测定样品中特定成分的含量。
通过校正曲线和峰面积的积分计算，可以获得样品中目标成分的浓度。
2.2 药物研发红外光谱在药物研发领域中扮演着重要角色。
药物研发包括药物合成、纯化、鉴定等多个环节，红外光谱可以用于各个环节的分析。
a. 药物合成红外光谱可用于合成药物的中间体和最终产物的鉴定。
通过与已知化合物的红外光谱进行比对，可以确认目标产物的合成成功。
b. 药物纯化红外光谱还可用于药物纯化过程的监控和控制。
通过对纯化后的样品进行红外光谱分析，可以确保药物的纯度达到要求。
c. 药物鉴定红外光谱可以用于鉴定药物的纯度和结构。
药物的红外光谱图与已知的红外光谱库进行对比，可以判断药物是否为目标药物，以及杂质的种类和含量。
2.3 食品安全红外光谱在食品安全领域有着广泛应用。
它可以用于鉴定和检测食品中的添加剂、污染物、营养成分等。
a. 食品添加剂检测红外光谱可以快速、非破坏性地鉴定食品中的添加剂，如防腐剂、甜味剂等。
红外光谱技术在农业领域的应用
红外光谱技术在农业领域的应用随着科技的发展，红外光谱技术在农业领域中得到了越来越广泛的应用。
利用红外光谱技术不仅可以对农产品进行快速、准确的品质检测，还能提高农作物的产量和品质。
一、红外光谱技术的基本原理红外光谱技术是一种利用物质吸收、散射、反射等光谱特性进行分析的方法。
其基本原理是将红外光传入样品中，通过红外辐射的振动能量来激发样品分子的振动、转动、拉伸等运动，使得样品分子的内部结构发生变化。
这些变化会引起光的吸收或者散射，从而产生一种特定的光谱图像，可用于分析研究物质的组成、品质变化等。
二、1.农产品品质检测红外光谱技术在农产品的品质检测中拥有得天独厚的优势。
利用红外光谱仪和计算机技术对农产品进行分析，可以准确的测量出各种营养成分、水分含量、酸碱度、色泽、口感等指标。
因此，红外光谱技术在检测谷类、果蔬和畜禽产品等方面都有着非常广泛的应用。
而这些检测结果又反映了产品的营养价值、鲜度、品质等因素，有助于提高农产品的市场竞争力。
2.农业产业化生产红外光谱技术应用于农业产业化生产中，对农作物的生长和发育进行监测，从而实现高产优质。
这是因为红外光谱技术能够准确的测定出土壤中的营养成分与重金属等物质，确定农作物的最佳生长期、育种种类以及农药、化肥等护理方案。
3.农业资源调查利用红外光谱技术进行土壤调查，可以准确的分析出土壤中的矿质元素、土壤碳氮元素等，从而判断土壤肥力情况、耕地利用价值以及研究气候、环境和生物系统的关系。
这些调查的结果对于合理配置农业资源以及提高土地利用率有着非常重要的意义。
4.除虫药物使用研究利用红外光谱技术对农作物上的害虫进行检测，可以确定虫害的类型和虫害程度，并根据这些数据判断出虫害的发生规律，从而为农民指定科学的防治措施。
三、展望目前，红外光谱技术在农业领域还有很多不足之处，例如缺乏现成的标准、设备价格昂贵等问题。
然而，随着技术的进一步发展和普及，红外光谱技术将在农业领域中得到更加广泛的应用，在提高农产品产量、品质和市场竞争力等方面发挥越来越重要的作用。
红外光谱仪的原理及应用方法
红外光谱仪的原理及应用方法1. 红外光谱仪的原理红外光谱仪是一种用于分析样品中化学物质的仪器。
它基于红外光谱技术，通过测量样品在红外光波段的吸收特性，来确定样品中的化学物质的成分和结构。
红外光谱仪的原理主要包括以下几个方面：•红外辐射源：红外光谱仪使用的红外辐射源通常为热电偶或钨丝灯。
这些辐射源能够产生红外光波段的辐射光。
•样品室：红外光谱仪的样品室通常是一个封闭的空间，用于放置样品和测量光的传输。
样品室通常可以保持恒定的温度和湿度，以确保准确的测量结果。
•光学系统：红外光谱仪的光学系统主要包括红外光源、样品和检测器。
光源发出的红外光通过样品，被检测器接收并转换为电信号。
•检测器：红外光谱仪的检测器通常是一种能够测量红外光强度的器件。
常见的检测器包括热电偶、半导体探测器和光电倍增管。
检测器接收到的光信号经过放大和处理后，可用于生成红外光谱图。
•数据处理：红外光谱仪的数据处理部分主要包括光谱图的绘制和分析。
通过对光谱图进行峰值分析、峰位标定和谱图匹配，可以确定样品中的化学物质的种类和含量。
2. 红外光谱仪的应用方法红外光谱仪在化学、生物、医药、环保等领域有着广泛的应用。
下面列举几种常见的应用方法：2.1 定性分析红外光谱仪可以通过样品在红外光谱范围内的吸收特性，确定样品中存在的化学官能团和化学键。
通过与已知化合物的光谱图对比，可以判断未知样品的化学成分和结构。
2.2 定量分析红外光谱仪也可以用于定量分析。
通过测量红外光谱图中特定吸收峰的峰值强度与样品中物质浓度的关系，可以建立定量分析模型。
这种方法对于含有特定官能团的化合物的定量分析非常有效。
2.3 有机物鉴定红外光谱仪可以用于有机物的鉴定。
不同有机物在红外光谱图上有特征性的吸收峰，可以通过识别和比对特征峰来确定样品中有机物的种类和含量。
2.4 质谱结合将红外光谱仪与质谱仪结合可以得到更为详细的化学信息。
红外光谱提供了化学键类型和官能团的信息，而质谱则可以确定特定化合物的分子量和分子结构。
红外吸收光谱基本原理及应用
红外吸收光谱基本原理及应用
红外吸收光谱(IR)是一种分析技术，利用物质的分子振动和转动产生
的特定吸收窗口，实现对物质结构、组成和化学键的定性和定量分析。
红
外光谱技术不需要对物质进行分离和纯化，具有非破坏性、灵敏度高、分
析速度快等优点，被广泛应用于化学、生物、环境、医药等领域。
红外光谱的应用非常广泛。
下面将介绍几个主要的应用领域：
1.有机化学领域：红外光谱可以用于有机化学品的鉴定和结构分析。
通过红外光谱可以确定化合物中的官能团，从而判断其化学性质和结构。
红外光谱还可以用于有机合成的反应监测和催化剂的评价。
2.无机化学领域：红外光谱在无机化学中的应用主要是对无机物质的
结构分析和表征。
通过测定无机物质的红外吸收光谱，可以确定其化学键
类型和强度，进而了解其分子结构和化学性质。
3.生物医学领域：红外光谱在生物医学领域的应用非常广泛。
红外光
谱可以用于分析生物体内的有机物和无机物，研究生物分子的结构和组成。
另外，红外光谱还可以用于红外光热治疗、红外光谱诊断等。
4.环境监测领域：红外光谱在环境监测中可以用于检测空气中的污染物、土壤和水中的污染物等。
利用红外光谱可以快速分析环境中的有机物
和无机物，为环境保护和治理提供依据。
总之，红外吸收光谱是一种重要的分析技术，具有广泛的应用。
它在
化学、生物、医药和环境等领域中发挥着重要的作用。
随着科学技术的不
断发展，红外吸收光谱将会在更多领域得到应用和发展。
红外光谱分析技术及其应用
红外光谱分析技术及其应用红外光谱是一种被广泛应用于分析化学和材料科学领域的技术。
该技术通过测量物质在红外区域的光吸收和散射来研究物质的结构和成分。
红外光谱分析技术在药物研发、环境监测、食品安全等众多领域都有重要应用。
本文将从红外光谱的原理、仪器设备以及应用领域等方面进行论述。
一、红外光谱的原理红外光谱分析是利用物体对红外辐射的吸收特性来研究物质的结构和成分。
物体中的化学键（如C-H、O-H等）能够在特定波长的红外光下发生共振吸收。
通过对吸收光谱的测定和解释，可以确定物质中存在的官能团以及分子结构。
红外光谱技术作为一种非破坏性的分析方法，对于固体、液体、气体等不同状态的物质都有适用性。
二、红外光谱仪的设备红外光谱仪是进行红外光谱分析的关键设备。
它由光源、样品区、光学元件、光谱仪和探测器等部分组成。
光源通常采用红外线辐射源，如热辐射源或者红外激光器。
样品区是红外光谱仪中样品放置的区域，通常采用透明的窗口材料，如钠氯化物盘、锂氟化镁片等。
光学元件的作用是将红外光束聚焦到样品上，并将经过样品的光线收集和分散。
常用的红外光学元件有平面反射镜、棱镜和光栅等。
其中，平面反射镜常用于固体样品的测量，棱镜和光栅常用于液体样品或气体样品的测量。
光谱仪用于解析红外光谱仪所收集到的光信号。
常见的光谱仪包括单色仪、分光仪和差分光谱仪等。
探测器用于将光信号转化为电信号，以供进一步的处理和分析。
常用的探测器有热电偶、焦平面阵列和光电二极管等。
三、红外光谱分析的应用红外光谱分析技术在各个领域都有广泛的应用。
以下将介绍几个常见的应用领域。
1. 化学领域：红外光谱分析技术在化学合成、反应动力学、物质结构以及化学品的成分分析中起到关键作用。
通过红外光谱分析，可以快速准确地确定化合物的官能团和分子结构，推测反应机理，并进行催化剂的表征。
2. 药物研发：红外光谱分析在药物研发过程中具有重要意义。
通过红外光谱分析，可以对药物中的活性成分、溶剂残留、纯度、晶型等进行检测和分析，保证药物的质量和安全性。
红外成像光谱的基础研究及应用
红外成像光谱的基础研究及应用红外成像光谱技术（infrared imaging spectroscopy）是一种基于红外辐射的无损分析和检测技术。
它通过将红外辐射反射、透射、散射或发射的光谱信息进行成像处理，可以对物质的结构、成分、形态等进行快速、非接触、大范围和高分辨率的检测与识别。
近年来，随着红外成像光谱技术的不断发展和完善，它已经广泛应用于许多领域，例如医学、环境、食品、化学、材料等。
本文就红外成像光谱技术的基础研究及应用展开探讨。
一、原理和技术1. 原理红外辐射是一种频率介于可见光和微波之间的电磁波辐射。
它具有充分透过大多数非金属物质的特性。
当红外辐射穿过物质时，受到了不同程度的吸收或反射，其反射光谱包含了物质的结构与成分信息。
红外成像光谱技术就是利用红外辐射的这种特性，测量和分析物质的反射光谱，再通过图像处理技术，得到高分辨率的成像结果。
2. 技术红外成像光谱技术基本分为以下几个步骤：采集样品辐射；光谱分析和成像处理；结果分析和识别。
a. 采集样品辐射在采集样品辐射时，可以采用不同的方式。
例如反射法、透射法、散射法和发射法。
通常使用的是反射法和透射法。
反射法是指将红外光发射到样品表面，再通过光谱仪测量它的反射光谱。
透射法则是将样品制成薄片，将红外光照射到样品背面，再通过样品前表面测量其透射光谱。
b. 光谱分析和成像处理在光谱分析和成像处理方面，需要对采集到的红外光谱进行分析。
其中，包括光谱预处和峰识别，即通过对光谱数据分析，找到每个波数位置上的峰，并用化学光谱库进行对比分析。
然后将光谱数据转化为数字图像，实现红外成像。
最后，通过图像处理软件对成像结果进行处理，得到一幅全景图像或者多幅图像拼接后的大范围图像。
c. 结果分析和识别在结果分析和识别方面，可以使用化学图像分析软件或人眼观察等多种方法。
其中，化学图像分析软件可以将不同波数下的峰用伪色图或真彩色图表现出来，方便用户直观观察其分布情况。
红外光谱原理及应用
红外光谱原理及应用红外光谱是一种常用的分析技术，用于研究物质的分子结构和化学成分。
它是通过测量物质吸收、发射或散射红外辐射的强度和波长来研究样品的特性和组成。
红外光谱的原理是基于物质的振动和转动。
在红外光谱区域，物质的分子能量与红外辐射的能量匹配，因此分子会吸收红外辐射。
这种吸收会引起样品中原子和分子的振动和转动，产生特定的光谱特征。
红外光谱的主要应用领域包括有机化学、无机化学、分析化学和生物化学等。
以下是红外光谱在不同领域中的应用案例：1.有机化学：红外光谱可以用于分析有机分子的功能基团和化学键类型。
通过测量峰值的位置和强度，可以确定样品的组成和结构。
例如，可以通过红外光谱鉴定有机物中的醇、醛、酮、羧酸等不同的官能团。
2.无机化学：红外光谱可用于分析无机物质的结构和化学键类型。
例如，可以通过观察金属配合物中金属配体的伸缩振动来确定其配位结构。
另外，还可以利用红外光谱研究矿物的成分和结构。
3.分析化学：红外光谱可以用作定性和定量分析的工具。
通过与标准样品进行比较，可以识别未知物质的成分。
此外，还可以利用红外光谱的峰值强度与物质浓度之间的关系，进行定量分析。
4.生物化学：红外光谱可用于研究生物大分子的结构和功能。
例如，通过红外光谱可以确定蛋白质的二级结构，如α-螺旋、β-折叠和无规卷曲。
此外，还可以用红外光谱研究生物大分子与其他物质的相互作用。
除了上述应用外，红外光谱还广泛应用于其他领域，如环境监测、材料科学和药物研发等。
例如，可以利用红外光谱监测大气中的污染物浓度，研究材料的结构和性质，以及开发新的药物。
总结起来，红外光谱是一种非常重要且多功能的分析技术。
它可以提供丰富的物质信息，帮助科学家们研究和理解物质的性质和行为，促进科学发展和创新。
红外光谱技术在细胞成分分析中的应用
红外光谱技术在细胞成分分析中的应用细胞是生命的基本单位，其中的各种有机分子组成了复杂的细胞结构和功能机制。
了解细胞成分的化学成分对于理解生命过程和疾病的发生机制至关重要。
随着科技的不断发展，各种分析技术也不断涌现。
其中，红外光谱技术为细胞成分分析提供了一种快捷、无损伤、可靠的手段，成为研究细胞化学成分和生物分子相互作用的重要工具。
1. 红外光谱技术及其原理红外光谱技术是一种利用红外辐射与物质相互作用后，样品各种化学键振动引起的能量变化而实现分析的方法。
其原理是根据样品与红外辐射的相互作用产生的吸收、散射、反射、透射等变化，来确定样品物质的化学成分、结构、状态及其变化。
红外辐射波长在0.8~300微米之间，分为近红外、中红外、远红外，常用的是中红外区（4000~400 cm^-1）。
在红外光谱学中，有机物质通常表现出吸收带分布的特征，称为指纹谱。
比较明显的有：羰基的C=O伸缩振动、醇基O-H伸缩振动、胺基N-H伸缩振动和脂肪酸烷基的C-H伸缩振动等。
2. 由于细胞中含有大量有机分子和化合物，这些物质具有不同的结构和功能，因此对不同的细胞成分进行精确的分析非常重要。
红外光谱技术具有以下几个方面的应用：（1）蛋白质的结构和组成分析蛋白质是细胞活动的基础，其结构和组成分析对于研究其功能及相互作用至关重要。
红外光谱技术不仅可以分辨蛋白质结构中的α-螺旋、β-折叠和无规卷曲等二级结构，还可以分析氨基酸的含量和组成，从而实现蛋白质分析的定量和质量鉴定。
（2）脂类的检测脂类在细胞内起着多种多样的作用，它们也是许多疾病的重要诱因。
红外光谱技术可以用于分析脂类组成、种类和含量等。
同时，红外吸收谱可以表征脂质内基团的摆动与拉伸振动，从而确定脂肪酸的不饱和度、环状结构和α-螺旋结构等，有助于更好地了解脂肪酸的生化作用。
（3）细胞色素的检测细胞色素是一类含有铁原子的蛋白质，它们在细胞中常见于线粒体、叶绿体和细菌中。
红外光谱技术可以检测铁-氮的振动吸收谱，从而区分线粒体、叶绿体和细菌中的细胞色素。
红外光谱仪器的应用及原理
红外光谱仪器的应用及原理简介红外光谱是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、物理、生物等领域。
红外光谱仪器是实现红外光谱分析的关键设备，本文将介绍红外光谱仪器的应用领域以及其工作原理。
应用领域红外光谱仪器在许多领域都有广泛应用，包括但不限于以下几个方面：1. 化学分析红外光谱仪器可以用于化学物质的鉴定和定量分析。
由于每种物质在红外光谱上都具有独特的吸收特征，因此可以通过比对样品的红外光谱图与已知物质的光谱图进行对比，确定样品的成分和结构。
2. 生物医学在生物医学领域，红外光谱仪器常用于检测和分析生物分子，如蛋白质、核酸等。
通过红外光谱技术，可以了解生物分子的结构、功能和变化，为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
3. 材料研究红外光谱仪器在材料科学和工程领域具有广泛应用。
通过对材料样品的红外光谱进行分析，可以研究材料的组成、结构和性质，为材料的制备和改性提供指导和依据。
4. 环境监测红外光谱仪器在环境监测中发挥着重要的作用。
例如，可以利用红外光谱技术监测大气中的气体成分，检测空气污染物的浓度。
此外，红外光谱仪器还可以用于土壤分析、水质监测等环境领域的研究和监测。
工作原理红外光谱仪器的工作原理基于物质对红外辐射的吸收和散射特性。
红外光谱仪器由以下几个主要部分组成：1. 光源红外光谱仪器中常用的光源包括红外灯泡或者红外激光器。
光源发出的红外辐射穿过样品后被检测器接收。
2. 样品室样品室用于容纳待测样品，并保持样品的稳定位置。
样品室一般有透明的窗口，使得红外辐射可以穿过样品。
3. 光谱仪光谱仪是红外光谱仪器中的核心部件。
它负责对红外辐射进行分光，将红外辐射按照不同波长进行分离，然后通过检测器进行信号检测。
4. 检测器检测器用于将光谱仪分光后的红外辐射信号转化为电信号。
常用的检测器包括热电偶、半导体探测器等。
5. 数据处理系统数据处理系统负责接收并处理检测器输出的电信号，并将其转化为红外光谱图。
通常，数据处理系统还可以对红外光谱图进行进一步处理和分析。
红外光谱的原理以及应用
红外光谱的原理以及应用1. 简介红外光谱（Infrared spectroscopy）是一种用于研究物质结构和分子振动的分析技术。
它利用物质分子的红外吸收能量来获取关于化学结构和组成的信息。
该技术可以在无需接触样品的情况下进行分析，因此广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域。
2. 原理红外光谱的原理基于分子的振动吸收特性。
分子会以不同的频率振动，当吸收红外辐射时，其特征频率将被吸收并引起分子的振动。
通过测量样品吸收和散射的红外光的强度，可以获得吸收和振动信息。
3. 红外光谱的应用红外光谱广泛应用于许多领域，如材料科学、生物医学等，以下是一些常见的应用：3.1 材料科学•物质鉴定：利用红外光谱可以确定不同物质之间的差异，帮助鉴别材料的成分和纯度。
•红外成像：通过检测材料在红外光谱下的反射率和吸收率，可以制作红外成像图像，用于表征材料的热分布以及识别缺陷。
•功能性材料研究：红外光谱可以用于研究具有特殊功能的材料，如光学材料、光电材料等。
3.2 生物医学•药物分析：红外光谱可以用于药物成分的分析和质量控制，帮助药物研发和生产。
•生物分子结构研究：通过测量生物分子的红外光谱，可以了解其结构和构象的变化，从而揭示生物分子的功能和相互作用机制。
•体液分析：红外光谱可用于体液中生物标志物的检测，帮助诊断和治疗疾病。
3.3 环境科学•空气污染监测：红外光谱可以检测空气中不同气体的含量和种类，帮助环境监测和控制。
•土壤分析：通过测量土壤样品的红外光谱，可以了解其中的有机和无机成分，从而评估土壤质量和农业生产状况。
•水质检测：红外光谱可用于检测水中的有机物和无机物质，帮助评估水质和监测水污染。
4. 结论红外光谱作为一种强大的分析技术，具有广泛的应用前景。
它可以提供关于物质结构和组成的有用信息，并在材料科学、生物医学和环境科学等领域发挥重要作用。
随着技术的进一步发展，红外光谱在实验室和实际应用中的价值将会不断增加。
红外反射光谱原理实验技术及应用
红外反射光谱原理实验技术及应用一、红外反射光谱原理红外反射光谱的原理基于物质对红外光的吸收和反射。
在红外光谱图中，纵坐标表示样品吸收或反射的光强，横坐标表示光波数，即1/λ。
红外光通过样品表面时，一部分被吸收，一部分被反射。
反射光谱是指测量反射光的光谱，可分为全光谱反射和透射反射两种形式。
二、红外反射光谱实验技术1.仪器设备2.实验步骤(1)样品制备：将待测样品均匀涂覆在透明的反射基底上，如KBr片、硅片或玻璃片等。
(2)样品安装：将样品底部与透明基底紧密接触，避免空气或其它外界物质的干扰。
(3)光谱测量：将红外光源发出的红外光照射到样品，通过光学系统将反射光收集，经过光谱仪器进行检测和记录。
(4)数据分析：对得到的光谱图进行数据处理，如寻峰定性、峰位确定、峰强度计算等。
三、红外反射光谱应用1.物质鉴定：红外反射光谱可以通过比较样品的光谱图与数据库中已知物质的光谱图，快速鉴定未知化合物的成分。
2.质量控制：红外反射光谱可以用于药品、食品、化妆品等行业的质量控制，通过检测样品中的成分和质量指标，保证产品的质量稳定性。
3.表面分析：红外反射光谱可以对材料表面的化学成分和结构进行分析，用于材料表面的污染分析和材料界面的相互作用研究。
4.生物医学应用：红外反射光谱可以用于生物组织和细胞的研究，通过分析生物样品的红外反射光谱，可以了解生物体内的化学成分和分子结构。
总之，红外反射光谱是一种全面、快速、非破坏性的分析方法，具有广泛的应用前景。
随着仪器设备和数据处理技术的不断发展，红外反射光谱在化学、材料科学、生物医学等领域的重要性将不断提升。
红外光谱的原理及应用
红外光谱的原理及应用红外光谱的原理及应用(一)红外吸收光谱的定义及产生分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱（二）基本原理1产生红外吸收的条件(1)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。
如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，红外活性。
(2)只有当照射分子的红外辐射的频率与分子某种振动方式的频率相同时，分子吸收能量后，从基态振动能级跃迁到较高能量的振动能级，从而在图谱上出现相应的吸收带。
2分子的振动类型伸缩振动：键长变动，包括对称与非对称伸缩振动弯曲振动：键角变动，包括剪式振动、平面摇摆、非平面摇摆、扭曲振动3几个术语基频峰：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰；倍频峰：由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰；组频：如果分子吸收一个红外光子，同时激发了基频分别为v1和v2的两种跃迁，此时所产生的吸收频率应该等于上述两种跃迁的吸收频率之和，故称组频。
特征峰：凡是能用于鉴定官能团存在的吸收峰，相应频率成为特征频率。
相关峰：相互可以依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰4影响基团吸收频率的因素（1 外部条件对吸收峰位置的影响：物态效应、溶剂效应（2分子结构对基团吸收谱带的影响：诱导效应：通常吸电子基团使邻近基团吸收波数升高，给电子基团使波数降低。
共轭效应：基团与吸电子基团共轭，使基团键力常数增加，因此基团吸收频率升高，基团与给电子基团共轭，使基团键力常数减小，因此基团吸收频率降低。
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中红外区 2.5—25 4000—400 远红外区 25—1000 400—10
信息范围
分子振动的泛频区（倍频、合频） 基频在2000cm-1以上的振动倍频 （C-H，N-H，O-H伸缩振动） 分子化学键的基频区、指纹区，几 乎所有具有红外活性的键振动
金属有机化合物的金属有机键、无 机化合物、晶价振动以及分子纯转 动光谱
红外光谱的原理
分子振动形式
对称伸缩振动 （2853 cm-1）
反对称伸缩振动 （2926 cm-1）
剪式弯曲振动 （1456 cm-1）
面内摇摆弯曲振动 （720 cm-1）
面外摇摆弯曲振动 （1300 cm-1）
卷曲弯曲振动 （1250 cm-1）
亚甲基的振动方式及振动频率
红外光谱的原理
红外光谱产生的基本条件
E——光子能量 h——普朗克常数 ν——光子频率
E=hν
光谱范围
能级跃迁方式 电子能级跃迁 振动/转动能级跃迁
光谱区 紫外和可见光区
红外光区
纯转动能级跃迁
远红外及微波区
光谱范围（μ） 0.2—0.75 0.75—1000 >1000
红外光区的波长信息Fra bibliotek红外光区 波长 （μ）
波数 （cm-1 ）
近红外区 0.75—2.5 13340—4000
– 当外界电磁波照射分子时，如果电磁波的能量与分子某能 级差相等时，电磁波可能被吸收，从而引起分子对应能级 的跃迁。
E1 = E2 λ1 = λ2 υ1 = υ2
– 红外光与分子之间有耦合作用，分子振动时偶极矩发生变 化。
§2 红外光谱仪发展概况
第一代棱镜型IR——棱镜为色散原件分 光
第二代光栅型IR——以光栅为色散原件 分光
➢ 在1300 cm-1 ~400 cm-1 区域内，除单键的伸缩振动外，还有因变形振 动产生的谱带。这种振动与整个分子的结构有关。当分子结构稍有不 同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征。这种情况就 像人的指纹一样，因此称为指纹区。指纹区对于指认结构类似的化合 物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而 产生很强的吸收峰或发生裂分，这种现象称为Fermi共振。
红外吸收峰—吸收谱带的位置及影响因素
（2）、外部因素 外部因素主要指测定时物质的状态以及溶剂效应等因素。
同一物质的不同状态，由于分子间相互作用力不同，所得到光谱往 往不同。
在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶剂的浓度和测定时的 温度不同，同一种物质所测得的光谱也不同。通常在极性溶剂中， 溶质分子的极性基团的伸缩振动频率随溶剂极性的增加而向低波 数方向移动，并且强度增大。因此，在红外光谱测定中，应尽量 采用非极性的溶剂。
2、计算机谱库检索：首先判断被测化合物类型，然后到 特定的谱库经计算机检索，最后作出正确判断。
红外吸收峰—吸收谱带的位置及影响因素
影响吸收谱带位置的因素
（1）、内部因素 1）、电子效应 ①、诱导效应 由于取代基具有不同的电负性，通过静电诱导作用，引起分子 中电子分布的变化。从而改变了键力常数，使基团的特征频率 发生了位移。
氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。 3）、振动耦合
当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子时，由于一 个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变，产生一个 “微扰”，从而形成了强烈的振动相互作用。其结果是使振动频率 发生感变化，一个向高频移动，另一个向低频移动，谱带分裂。 4）、 Fermi共振
诱导效应使吸收谱带向高频方向位移；诱导效应越强，吸收峰 向高波数移动的程度越显著。
红外吸收峰—吸收谱带的位置及影响因素
②、共轭效应 由于分子中双键π-π共轭所引起的基团特征频率位移，称为共轭效应。
共轭效应使共轭体系中的电子云密度趋于平均化，结果使原来的双键略 有伸长、力常数减小，使其吸收频率向低波数方向移动。
第三代FTIR——基于光相干原理设计的 干涉调频付立叶变换分光
获得红外光谱的方式
1、透射红外光谱 普遍使用于气、液、固体状态样品分析，应选择适当的 制样方法。使用样品架。
2、反射红外光谱 适用于不透明纸、金属、织物表面涂层化合物分析，要 求表面应光滑平整。用ATR附件。
3、漫反射红外光谱 透光性差的粉末、纤维状样品。用漫反射附件。
基团频率区和指纹区
（一）基团频率区
➢ 中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1300 cm-1 ~ 400 cm-1两 个区域。
➢ 最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间，这一区域称 为基团频率区、官能团区或特征区。区内的峰是由伸缩振动产生的吸 收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。
§5 谱图解析
获得一张红外光谱图后要根据红外光谱图确定化合物结构， 主要依靠前人工作积累的大量标准谱图。查寻方法有二种：
1 、人工查寻：首先根据特征基团频吸收确定化合物类型， 然后从索引查出该类化合物的谱图号范围，逐一进行基团 频率和指纹频率对照，完全相符者，即能确认为标准谱图 所标化合物名称和结构。
③、中介效应 当含有孤对电子的原子（O、S、N等）与具有多重键的原子相连时，由 于分子中双键p-π共轭所引起的基团特征频率位移，称为中介效应。
中介效应使体系中的电子云密度趋于平均化，结果使原来的双键电子云 密度平均化、力常数减小，使其吸收频率向低波数方向移动。
红外吸收峰—吸收谱带的位置及影响因素
2）、氢键效应
4、红外发射光谱 不宜作透射光谱分析的物件表面及不透明样品分析。使 用发射光谱附件。
§4 红外光谱实验技术
样品制备 a、固体制样方法：卤化物压片法，浆糊法，薄膜法 （溶液铸膜，熔融涂膜，热压成膜、热裂解涂膜） b、液体样品制样方法：将液体样品放于不同结构、光 程的液体池中。 c、气体样品的制备：将气体装入不同光程长，具有各 种功能的气体池中（常规、低、高温加压气体池
红外光谱技术及应用
近代傅立叶变换红外光谱技术及应用
一、红外光谱概况 二、原位分析技术 三、红外光谱技术的应用
§1 基本概念
一、红外光谱的产生和分类
当电磁辐射与物质的分子相互作用时，其能量与 分子的电子振动或转动能量差相当时，能引起分子由 低能态过渡到高能态发生能级跃迁。结果使某些特定 波长的电磁辐射被物质的分子所吸收。如果将透过物 质后的电磁辐射用单色器予以色散（或用干涉仪变成 相干光再通过FT )使其波长依序排列，测量在不同波 长处的辐射强度就得到了吸收光谱。