色散型红外光谱仪的原理精编版
色散型红外光谱
色散型红外光谱仪是一种常见的红外光谱仪，其工作原理是通过色散元件将红外光分成不同的波长，然后通过检测器测量每个波长的强度。
这种仪器通常由光源、光路、单色器、检测器和数据处理系统组成。
在色散型红外光谱仪中，光源发出的红外光通过光路进入单色器，单色器将红外光分成不同的波长，然后通过检测器测量每个波长的强度。
最后，数据处理系统将测量结果进行处理，得到样品的红外光谱。
色散型红外光谱仪的特点是精度高、分辨率高、测量范围广，适用于各种样品的测量。
但是，由于其结构复杂、体积大、价格昂贵，因此不适用于现场快速检测。
此外，色散型红外光谱仪的测量结果容易受到环境因素的影响，如温度、湿度等。
色散型红外光谱仪色散元件
色散型红外光谱仪色散元件
色散型红外光谱仪色散元件是红外光谱仪中的一个重要组成部分。
它通常由光栅、棱镜或衍射片等光学元件构成。
这些色散元件的作用是将红外光按照波长进行分散，使不同波长的光在光谱仪中形成不同的位置。
通过分析和记录这些位置的变化，我们可以得到样品的红外光谱信息。
光栅是色散型红外光谱仪中常用的色散元件之一。
具体来说，它可以将入射的红外光波通过光栅表面上的微小光栅缝分散成不同波长的光束。
不同波长的光束在不同的角度上发生衍射，并在特定的位置形成光谱。
通过移动或旋转光栅，我们可以改变所得到的光谱范围和分辨率，从而满足不同实验需求。
棱镜是另一种常见的色散元件。
它是通过折射和反射来分散光线的。
当入射光通过棱镜时，不同波长的光线会因其折射率差异而发生不同程度的偏折。
通过安置适当的光学元件，我们可以将这些偏折的光线重新汇聚，形成红外光谱。
棱镜的优点在于简单且容易调节，但其分辨率相对较低。
此外，色散型红外光谱仪还可以使用衍射片作为色散元件。
衍射片是一种能够根据入射光波的波长进行衍射的光学元件。
当入射光通过衍射片时，不同波长的光线会发生不同的衍射现象，形成离散的光谱图案。
通过解析这些衍射光的位置和强度，我们可以获得样品的红外光谱信息。
总而言之，色散型红外光谱仪的色散元件起到了关键的作用，它们能够将入射的红外光分散成不同波长的光束，并形成可观测和分析的光谱图案。
不同的色散元件适用于不同的实验需求，因此在选择和使用时要根据具体情况进行合理的搭配和调节。
红外光谱原理及使用讲解
c 光速： 2.998 1010 cm s
k 弹簧的力常数。
即联结原子的化学键的力常数 dyn cm
两个小球（两个原子）的折合质量
= m1 m2
m1 m2
……（2）
根据小球的质量和原子量的关系，⑴式改为：
1
v =N2 k
2c M
……⑶
分子振动方程式
M 折合相对原子质量
N 阿佛加德罗常数（6.02×1023）
不对称 υas(CH3) 2960㎝-1
变形振动 甲基
对称δs(CH3)1380㎝-1
不对称δas(CH3)1460㎝-1
振动的自由度
指分子独立的振动数目，或基本的振动数目 ➢ N个原子组成分子，每个原子在空间具三个自由度 分子自由度＝平动自由度+转动自由度+振动自由度＝3N 分子振动自由度＝ 3N-（平动自由度+转动自由度）
面内弯曲 ——弯曲振动在几个原子所构成的平
面内进行，以γ表示。
{剪刀振动——两个相同原子在同一平面内彼此相
分类 向弯曲振动，键角发生变化。 面对摇摆振动——两个相同原子在同一平面内 向同一方向弯曲振动，键角不发生变化。
H
H
C
H
H
C
剪式 δ:1468 cm1
摇摆 σ:720 cm1
面外弯曲 ——指弯曲振动在几个原子所构成的平面
⑤ 分子振动方程
m1
m2
m1 、m2 为小球质量（原子质量）
r→弹簧长度（分子化学键的
伸
缩
伸 长度）
r
谐振子振动示意图
简谐振动：——分子中的原子以平衡点为中心，以 非常小的振幅作周期性的振动。
模型——弹簧带小球的模型
FTIR工作原理
FTIR⼯作原理红外光谱分析法实验讲义红外光谱仪主要有两种类型：⾊散型和⼲涉型（傅⽴叶变换红外光谱仪）。
⾊散型红外光谱仪是以棱镜或光栅作为⾊散元件，这类仪器的能量受到严格限制，扫描时间慢，且灵敏度、分辨率和准确度都较低。
随着计算⽅法和计算技术的发展，20世纪70年代出现新⼀代的红外光谱测量技术及仪器——傅⽴叶变换红外光谱仪。
⼀、Fou rier变换红外光谱仪（FTIR）Fourier变换红外光谱仪没有⾊散元件，主要由光源（硅碳棒、⾼压汞灯）、Michelson⼲涉仪、检测器、计算机和记录仪组成。
核⼼部分为Michelson ⼲涉仪，它将光源来的信号以⼲涉图的形式送往计算机进⾏Fourier变换的数学处理，最后将⼲涉图还原成光谱图。
它与⾊散型红外光度计的主要区别在于⼲涉仪和电⼦计算机两部分。
这种新技术具有很⾼的分辨率、波数精度⾼、扫描速度极快（1秒内可完成）、光谱范围宽、灵敏度⾼等优点。
Fourier变换红外光谱仪的内部结构：Nicolet公司的A V ATAR 360 FT-IRFourier变换红外光谱仪⼯作原理：⼯作原理：光源发出的红外辐射，经⼲涉仪转变成⼲涉图，通过试样后得到含试样信息的⼲涉图，由电⼦计算机采集，并经过快速傅⽴叶变换，得到吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。
⼲涉图从数学观点讲，就是傅⽴叶变换，计算机的任务是进⾏傅⽴叶逆变换。
Michelson⼲涉仪⼯作原理：仪器的核⼼部分是Michelson⼲涉仪，如图：M1和M2为两块平⾯镜，它们直互垂直直放置，固定不动，则可沿图⽰⽅向作微⼩的移动，称为动镜。
在和之间放置⼀呈45度⾓的半透膜光束分裂器BS（beam-splitters），可使50%的⼊射光透过，其余部分被反射。
当光源发出的⼊射光进⼊⼲涉仪后就被光束分裂器分成两束光——透射光1和反射光2，其中透射光1穿过BS被动镜反射，沿原路回到BS并被反射到达探测器D，反射光2则由固定镜沿原路反射回来通过BS到达D。
红外光谱仪原理
红外光谱仪原理红外光谱仪是一种用于分析物质分子结构和化学键的仪器。
它利用物质吸收、散射、透射、反射或者发射红外光的特性，来确定物质的成分和结构。
红外光谱仪原理主要包括光源、样品、检测器和数据处理四个部分。
首先，光源产生红外辐射，通常是通过加热钨丝或者使用红外激光器来实现。
这些光源产生的红外光通过样品，样品吸收特定波长的红外光，其余的波长则通过样品。
吸收的红外光与样品的分子结构和化学键有关，因此可以通过检测吸收光的强度和波长来确定样品的成分和结构。
其次，检测器接收通过样品的红外光，并将其转换成电信号。
常用的检测器有热电偶和半导体探测器。
这些电信号会随着波长的变化而变化，通过测量电信号的强度和波长，可以得到样品对不同波长红外光的吸收情况。
最后，数据处理部分对检测到的电信号进行处理和分析，通常使用计算机进行数据采集和处理。
数据处理可以通过比较样品的光谱图与标准库中的光谱图来确定样品的成分和结构。
此外，还可以通过峰位和峰面积的测量来定量分析样品中各成分的含量。
红外光谱仪原理的核心在于利用样品对红外光的吸收特性来确定其成分和结构。
通过光源产生红外光，样品吸收特定波长的红外光，检测器接收并转换成电信号，最后通过数据处理来分析样品的光谱图。
这一原理在化学、生物、药物、食品等领域都有着广泛的应用，成为了分析和研究物质的重要工具。
总之，红外光谱仪原理的理解对于正确操作和应用红外光谱仪具有重要意义。
只有深入理解红外光谱仪的工作原理，才能更好地利用红外光谱仪进行物质分析和研究。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解红外光谱仪的工作原理，从而更好地应用于实际工作中。
红外光谱(IR)的原理及其谱图的分析
υC=O 1715 cm-1
υC=O 1780 cm-1 υC=O 1650 cm-1
吸电子效应：高波数移动精；选课推件 电子效应：低波数移动
2.峰强 峰的强度取决于分子振动时偶极矩的变化。 偶极矩的变化越小，谱带强度越弱。
• 极性大的基团，吸收强度大。 C=O 比 C=C 强， CN 比 C C 强 使基团极性降低的诱导效应，吸收强度减小， 使基团极性增大的诱导效应，吸收强度增加。
2、电子效应
a. 诱导效应
b. 诱导效应使基团电荷分布发生变化，从而改变
了键的力常数，使振动频率发生变化.
O 例： R C X
X= R/
H
1715 1730
OR/ 1740
Cl
F
1800 1850
精选课件
O
RCX
X= R/
H
1715 1730
OR/ 1740
Cl
F
1800 1850
• 推电子基，C=O电荷中心向O移动，C=O极性增强， 双键性降低，低频移动； • 吸电子基， C=O电荷中心向几何中心靠近， C=O极 性降低，双键性增强，高频移动。
精选课件
H2O有3种振动形式，相应的呈现3个吸收谱带。
精选课件
结论：
产生红外光谱的必要条件是：
1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相等，才 能发生振动能级跃迁，产生吸收吸收光谱。
2. 只有引起分子偶极矩发生变化的振动才能产生 红外吸收光谱。
精选课件
1.6 IR光谱得到的结构信息
1 峰位：吸收峰的位置（吸收频率） 2 峰强： 吸收峰的强度
化学 键
C―C
C＝C
C≡C
键长 （nm）
色散型红外光谱仪工作原理
3.3 红外光谱仪
目前有两类红外光谱仪：色散型和傅立叶变 换 型 （ FourierTransfer, FT）
一、色散型：与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同。
调节 T%
或称基线调平器
置于吸收池之后可 避免杂散光的干扰
色散型红外光谱仪工作原理
两束光经过单色器时，斩光器周期地切割两束光，使试样 光束和参比光束交替地进入单色器中的色散棱镜或光栅， 最后进入检测器。
如乙醇：CH3CH2OH（νO=H=3640cm-1 ） (CH3CH2OH)2（νO=H=3515cm-1 ） (CH3CH2OH)n（νO=H=3350cm-1 ）
3）振动耦合（Coupling）
当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连
时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二（高
分子转动 跃迁类型
3. 红外光谱的作用
分子结构的基础研究：测定分子的键长、键角以推算出 分子的立体构型；据所得的力常数知道化学键的强弱；
用于化学组成的分析：最常用，据光谱中吸收峰的位置 和形状来推断未知物结构、据特征吸收峰的强度来测定 混合物中各组分的含量。
1）确定官能团 2）确定化合物的类别（芳香类） 3）推测分子结构（简单化合物） 4）定量分析
强。
如C=C，C-C因对称度高，其振动峰强度小；而C=X，C-X，因对
称性低，其振动峰强度就大。峰强度可用很强（vs）、强（s）、 中（m）、弱（w）、很弱（vw）等来表示。 说明： 1）吸收峰强度与分子偶极距变化的平方成正比。而偶极距变化主 要由化学键两端原子间的电负性差；振动形式；其它如共振、氢 键、共轭等因素决定； 2）强度比UV-Vis强度小2-3个数量级； 3）IR光度计能量低，需用宽狭缝，同一物质的随不同仪器而不 同，因此常用w, s, m等来表示吸收强度。
红外光谱仪的原理、使用和维护讲解共77页文档
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3久久不会退去的余香。
红外光谱仪的原理、使用和维护讲解 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
红外光谱仪的种类和工作原理
一、红外光谱仪的种类红外光谱仪的种类有：①棱镜和光栅光谱仪。
属于色散型，它的单色器为棱镜或光栅，属单通道测量。
②傅里叶变换红外光谱仪。
它是非色散型的，其核心部分是一台双光束干涉仪。
当仪器中的动镜移动时，经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变，探测器所测得的光强也随之变化，从而得到干涉图。
经过傅里叶变换的数学运算后，就可得到入射光的光谱。
这种仪器的优点：①多通道测量，使信噪比提高。
②光通量高，提高了仪器的灵敏度。
③波数值的精确度可达0.01厘米-1。
④增加动镜移动距离，可使分辨本领提高。
⑤工作波段可从可见区延伸到毫米区，可以实现远红外光谱的测定。
近红外光谱仪种类繁多，根据不用的角度有多种分类方法。
从应用的角度分类，可以分为在线过程监测仪器、专用仪器和通用仪器。
从仪器获得的光谱信息来看，有只测定几个波长的专用仪器，也有可以测定整个近红外谱区的研究型仪器;有的专用于测定短波段的近红外光谱，也有的适用于测定长波段的近红外光谱。
较为常用的分类模式是依据仪器的分光形式进行的分类，可分为滤光片型、色散型(光栅、棱镜)、傅里叶变换型等类型。
下面分别加以叙述。
二、滤光片型近红外光谱仪器：滤光片型近红外光谱仪器以滤光片作为分光系统，即采用滤光片作为单色光器件。
滤光片型近红外光谱仪器可分为固定式滤光片和可调式滤光片两种形式，其中固定滤光片型的仪器时近红外光谱仪最早的设计形式。
仪器工作时，由光源发出的光通过滤光片后得到一宽带的单色光，与样品作用后到达检测器。
该类型仪器优点是：仪器的体积小，可以作为专用的便携仪器;制造成本低，适于大面积推广。
该类型仪器缺点是：单色光的谱带较宽，波长分辨率差;对温湿度较为敏感;得不到连续光谱;不能对谱图进行预处理，得到的信息量少。
故只能作为较低档的专用仪器。
三、色散型近红外光谱仪器：色散型近红外光谱仪器的分光元件可以是棱镜或光栅。
为获得较高分辨率，现代色散型仪器中多采用全息光栅作为分光元件，扫描型仪器通过光栅的转动，使单色光按照波长的高低依次通过样品，进入检测器检测。
红外光谱仪 (2)
傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR光谱仪）
LOGO
傅立叶变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源、干涉仪、检测器、 傅立叶变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源、干涉仪、检测器、计算 光源 机和记录仪等组成 其核心部分是迈克尔逊干涉仪。 等组成。 机和记录仪等组成。其核心部分是迈克尔逊干涉仪。
迈克尔逊干涉仪
I ( x ) = B (υ ) cos( 2πυ x )
当光源发出的多色光，干涉光强应是各单色光的叠加， 当光源发出的多色光，干涉光强应是各单色光的叠加，可用积分形式表示
I ( x) =
∞
−∞
∫ B (υ ) cos( 2πυ x ) d υ
把样品放在检测器前，由于样品对某些频率的红外光吸收， 把样品放在检测器前，由于样品对某些频率的红外光吸收，是检测器接收到 得干涉光强度发生变化，从而得到各种不同样品的干涉图。 得干涉光强度发生变化，从而得到各种不同样品的干涉图。干涉光图是光强 随动镜移动距离x的变化曲线 为了得到光强随频率变化的频域图， 的变化曲线， 随动镜移动距离 的变化曲线，为了得到光强随频率变化的频域图，借助傅里 叶变换函数将上式化为： 叶变换函数将上式化为：
3、单色器 、
单色器由色散元件、准直镜 用反射镜 不用透镜)和狭缝构成 用反射镜， 和狭缝构成， 单色器由色散元件、准直镜(用反射镜，不用透镜 和狭缝构成， 闪耀光栅是最常用的色散元件，其分辨率高，易于维护。 闪耀光栅是最常用的色散元件，其分辨率高，易于维护。
色散型红外光谱仪
LOGO
闪耀光栅
光栅
色散型红外光谱仪 4、检测器
傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR光谱仪）
LOGO
技术参数 光谱范围： 光谱范围：4000~400cm-1 分 辨 率：1.5cm-1 分钟扫描,P-P值） 信 噪 比：15000:1（4cm-1,1分钟扫描 （ 分钟扫描 值 高灵敏度DTGS检测器（国外进口） 检测器（ 检 测 器：高灵敏度 检测器 国外进口） 分 束 器：多层镀膜溴化钾 扫描速度：微机控制和选择不同的扫描速度， 扫描速度：微机控制和选择不同的扫描速度，档次连续可 调. 分 束 器：KBr基片镀锗 基片镀锗 光 源：长寿命高强度空气冷却红外光源 ：＜4.3*10¯5A 噪 音：＜ 电 源：AC220V,50Hz 外形尺寸：45.0cm X 35.0cm X 21.0cm 外形尺寸： 重 量：16Kg
干射型红外光谱仪与常规色散光谱仪区别于比较-PPT课件
干涉型光谱仪原理
干涉型红外光谱仪中,光源发出的光先是经迈克尔逊 干涉仪变成干涉光, 再让干涉光照射样品, 检测器获 得的只是干涉图而不是红外吸收光谱,实际的红外吸 收光谱还需要由计算机把干涉图进行傅里叶变换才 能得到。
感谢大家
色散型光谱仪
色散型的红外光谱仪是由棱镜或光栅来完成分 光的。在色散型红外光谱仪中,光源发出的光先 照射试样，然后再经光栅分成单色光, 由 检测 器检测后获得光谱
2）干射型光谱仪
干涉光通过样品室，获得含有光谱信息的 干涉信号到达探测器D上，探测器将干涉 信号变为电信号。此处的干涉信号是一时 间函数，有干涉信号绘出干涉图，经过 A/D转换器送入计算机，有计算机进行傅 里叶变换的快速计算，即获得以波数为横 坐标的红外光谱图
色散型光谱仪和干射型光谱仪的主要 区别如下；
1.主要是分光原ห้องสมุดไป่ตู้不一样：一个是采用光栅衍射分光，一个 是迈克尔逊干涉分光。
2. 还有接收器不一样。
色散型光谱仪和干射型光谱仪原理 图对比
色散型光谱仪 干射型光谱仪
1）色散型红外吸收光谱： 光束色散后进入检测器，若交替照射在 电偶上的两束光强度相等，热电偶无交变 信号输出。当参比光束强度大于测量光束 时，热光偶将产生与光强差成正比的交变 信号，此信号经放大后将推动参比光束中 的光楔使之向减弱参比光束的方向移动， 直至两光束相等为止。记录笔与光楔同步 移动，光楔所削弱的参比光束的能量就是 试样池中所吸收的能量。
色散型光谱仪和干射型光谱仪 的区别
成像光谱技术从原理上讲分为色散型和干涉型 两类. 色散型成像光谱仪是利用色散元件(光栅或棱 镜) 将复色光色散,分成序列谱线,然后再用探测器 测量每一谱线元的强度. 干涉型成像光谱仪是同时 测量所有谱线元的干涉强度,对干涉图进行逆傅里 叶变换而得到目标的光谱图. 理论分析表明:在相同条件下,干涉型成像光谱 仪的通量较色散型成像光谱仪高200 倍左右,光谱 分辨率一般也要高两个数量级以上,其信噪比为色 散型的M1/ 2倍( M 为光谱元数) [1～3 ] .
色散型红外光谱仪的工作原理
色散型红外光谱仪的工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊色散型红外光谱仪的工作原理，这可真是个神奇的玩意儿啊！
你看啊，这红外光谱仪就好比是一个超级侦探，能帮我们解开物质的秘密。
它是怎么工作的呢？简单来说，就是一束红外光射向要研究的物质。
这红外光就像是一群小精灵，欢快地朝着目标奔去。
这些小精灵遇到物质后会发生啥呢？嘿嘿，它们会和物质相互作用哦！就好像我们人与人之间交流一样，会产生各种反应。
然后呢，不同的物质会对这些小精灵做出不同的回应，有的吸收得多，有的吸收得少。
这时候，光谱仪这个大侦探就开始记录这些信息啦！它把各种吸收情况都记下来，形成了独特的光谱图。
这光谱图可不简单啊，它就像是物质的身份证一样，独一无二！通过这个光谱图，我们就能知道物质里面都有啥成分啦。
你说神奇不神奇？就好像你能通过一个人的言行举止就能了解这个人的性格特点一样。
这红外光谱仪不也是这样嘛，通过它得到的光谱图，我们就能深入了解物质的本质。
比如说，我们想知道某种材料是不是合格，用红外光谱仪一照，立马就能看出个大概。
它就像是我们的火眼金睛，什么都逃不过它的“法眼”。
而且啊，这红外光谱仪在很多领域都大显身手呢！在化学领域，它能帮助科学家们研究各种化合物的结构；在医学领域，说不定还能帮医生诊断疾病呢！这用处可真是大了去了。
你想想，要是没有红外光谱仪，我们得费多大的劲儿才能搞清楚物质的成分啊！现在有了它，一切都变得简单多啦。
总之呢，色散型红外光谱仪就是这么一个厉害的家伙，它默默地为我们服务，帮我们探索未知的世界。
我们可得好好珍惜它，让它发挥出更大的作用呀！难道不是吗？。
红外光谱仪的工作原理
红外光谱仪的工作原理
红外光谱仪是一种用于分析物质的仪器，其工作原理基于红外光与物质相互作用的特性。
红外光谱仪通过测量样品吸收红外光的能量来确定样品的组成和结构。
红外光谱仪使用一个称为干涉仪的装置将红外光分为不同的频率组成波，然后测量样品对每个频率的吸收情况。
干涉仪由一个光源产生连续的宽频谱光，这些光通过一个光栅或干涉片进行分光，产生很窄的频率范围。
样品通过一个样品室，在这个室内，红外光通过样品，一部分被吸收，一部分被透射。
然后，透射光通过一个检测器，检测到透过样品的红外光，并将其转换成电信号。
红外光在样品中被吸收的情况取决于样品的化学组成和结构。
不同的化学键和官能团对红外光有特定的吸收特性，产生独特的红外吸收谱图。
与已知物质的红外光吸收谱进行比较，可以确定未知样品的化学组成和结构。
这通过与已知物质的红外光谱数据库进行比对来完成，以识别样品中特定官能团或化学键的存在。
红外光谱仪广泛应用于化学、生物、药物、环境等领域，用于分析和鉴定物质的各种特性。
其工作原理基于红外光与物质之间的相互作用，通过测量样品对红外光的吸收情况，实现对样品化学组成和结构的分析。
色散型红外光谱仪的原理
色散型红外光谱仪的原理可用图5—12说明之。
从光源发出的红外辐射，分成二束，一束通过试样他，另一束通过参比他，然后进入单色器。
在单色器内先通过以一定频率转动的扇形镜(斩光器)，其作用与其它的双光束光度计一样，是周期地切割二束光，使试样光束和参比光束交替地进入单色器中的色散棱镜或光栅，最后进人检测器。
随着扇形镜的转动，检测器就交替地接受这二束光。
假定从单色器发出的为某波数的单色光，而该单色光不被试样吸收，此时二束光的强度相等，检测器不产生交流信号；改变波数，若试样对该波数的光产生吸收，则二束光的强度有差异，此时就在检测器上产生一定频率的交流信号(其频率决定于斩光器的转动频率)。
通过交流放大器放大，此信号即可通过伺服系统驱动参比光路上的光楔(光学衰减器)进行补偿，此时减弱参比光路的光强，使投射在检测器上的光强等于试样光路的光强。
试样对某一波数的红外光吸收越多，光楔也就越多地遮住参比光路以使参比光强同样程度地减弱，使二束光重新处于平衡。
试样对各种不同波数的红外辐射的吸收有多有少，参比光路上的光楔也相应地按比例移动以进行补偿。
记录笔与光楔同步，因而光楔部位的改变相当于试样的透射比，它作为纵坐标直接被描绘在记录纸上。
由于单色器内棱镜或光栅的转动，使单色光的波数连续地发生改变，并与记录纸的移动同步，这就是横坐标。
这样在记录纸上就描绘出透射比T对波数(或波长)的红外光谱吸收曲线。
上例是双光束光学自动平衡系统的原理。
也有采用双光束电学自动平衡系统来进行工作的仪器。
这时不是采用光楔来使两束光达到平衡，而是测量两个电信号的比率。
由上述可见，红外光谱仪与紫外—可见分光光度计类似，也是由光源、单色器、吸收池、检测器和记录系统等部分所组成。
但由于红外光谱仪与紫外—可见分光光度计工作的波段范围不同，因此，光源、透光材料及检测器等都有很大的差异。
现将中红外光谱仪的主要部件简要介绍如下。
1．光源红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度连续红外辐射。
红外吸收光谱分析-下
一、仪器类型与结构
两种类型：色散型 干涉型（傅里叶变换红外光谱仪）
美国Nicolet公司AVATAR-360型FT-IR
(一) 色散型红外光谱仪
色散型红外光谱仪的组成部件与紫外-可见分光光度计相似， 但对每一个部件的结构、所用的材料及性能与紫外-可见分光光 度计不同。
红外光谱仪的样品是放在光源和单色器之间；而紫外可见分光光度计是放在单色器之后。
变，电桥输出信号。
影响大
硫酸三甘酞（TGS）单晶片受热，温 响应极快，可进行高速 热释电检测 半 导 体 热 度上升，其表面电荷减少，即 TGS 扫描（中红外区只需 器（TGS） 电效应 释放了部分电荷，该电荷经放大并记 1s）。适于 FT-IR。
录。
碲镉汞检测 光电导； 混合物 Hg1-xCdxTe 对光的响应 器（MCT） 光伏效应
红外光谱的试样可以是液体、固体或 气体，一般应要求：
1）试样应该是单一组份的纯物质，纯度应 >98%或符合商业规格，才便于与纯物质的 标准光谱进行对照。
多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、 萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则 各组份光谱相互重叠，难于判断。
（2）试样中不应含有游离水。水本身有红 外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸 收池的盐窗。
在对光谱图进行解析之前，应收集样品的有关资料 和数据：
♥了解试样的来源、外观、颜色、气味等以估计其
可能是哪类化合物；
♥测定试样的物理常数，如熔点、沸点、溶解度、
折光率、旋光率等，作为定性分析的旁证，有助于 缩小化合物的范围；
♥根据元素分析及相对摩尔质量的测定，求出化学
式并计算化合物的不饱和度。
不饱和度
色散元件：棱镜和光栅
红外光谱和X-射线衍射技术分析原理
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特点及优点
特点：本法的特点在于可以获得元素存在的
化合物状态、原子间相互结合的方式，从而 可进行价态分析。
优点：X射线衍射分析方法具有不损伤样品、
无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶 体完整性的大量信息等优点
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理论发展
发现衍射现象
welco1m9e1t2o年us劳e t埃he等se 人Po根we据rPoint templates, New C理o论nte预nt见de，sig并n, 用10实ye验ars证ex实pe了rience X射线与晶体相遇时能发生 衍射现象，证明了X射线具 有电磁波的性质，成为X射 线衍射学的第一个里程碑。
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晶结构相对应的特有的衍射现象。
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原理简介
➢Text 2
衍射X射线满足布拉格（W.L.Bragg）方程：
2dsinθ=nλ 式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是 整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间 隔，即结晶内原子或离子的规则排列状 态。将求出的衍射 X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的 物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进
利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型， 并可用于定量测定。
在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以 及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领 域，也广泛应用红外光谱。
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红外光谱解析程序
•
先特征，后指纹；先强峰，后次强
峰；先粗查，后 细找；先否定，后肯定
；寻找有关一组相关峰
• 先识别特征区的第一强峰，找出其相 关峰，并进行 峰归属
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色散型红外光谱仪的原
理精编版
MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
色散型红外光谱仪的原理可用图5—12说明之。
从光源发出的红外辐射，分成二束，一束通过试样他，另一束通过参比他，然后进入单色器。
在单色器内先通过以一定频率转动的扇形镜(斩光器)，其作用与其它的双光束光度计一样，是周期地切割二束光，使试样光束和参比光束交替地进入单色器中的色散棱镜或光栅，最后进人检测器。
随着扇形镜的转动，检测器就交替地接受这二束光。
假定从单色器发出的为某波数的单色光，而该单色光不被试样吸收，此时二束光的强度相等，检测器不产生交流信号；改变波数，若试样对该波数的光产生吸收，则二束光的强度有差异，此时就在检测器上产生一定频率的交流信号(其频率决定于斩光器的转动频率)。
通过交流放大器放大，此信号即可通过伺服系统驱动参比光路上的光楔(光学衰减器)进行补偿，此时减弱参比光路的光强，使投射在检测器上的光强等于试样光路的光强。
试样对某一波数的红外光吸收越多，光楔也就越多地遮住参比光路以使参比光强同样程度地减弱，使二束光重新处于平衡。
试样对各种不同波数的红外辐射的吸收有多有少，参比光路上的光楔也相应地按比例移动以进行补偿。
记录笔与光楔同步，因而光楔部位的改变相当于试样的透射比，它作为纵坐标直接被描绘在记录纸上。
由于单色器内棱镜或光栅的转动，使单色光的波数连续地发生改变，并与记录纸的移动同步，这就是横坐标。
这样在记录纸上就描绘出透射比T对波数(或波长)的红外光谱吸收曲线。
上例是双光束光学自动平衡系统的原理。
也有采用双光束电学自动平衡系统来进行工作的仪器。
这时不是采用光楔来使两束光达到平衡，而是测量两个电信号的比率。
由上述可见，红外光谱仪与紫外—可见分光光度计类似，也是由光源、单色器、吸收池、检测器和记录系统等部分所组成。
但由于红外光谱仪与紫外—可见分光光度计工作的波段范围不同，因此，光源、透光材料及检测器等都有很大的差异。
现将中红外光谱仪的主要部件简要介绍如下。
1．光源
红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度连续红外辐射。
常用的有能斯特灯和硅碳棒两种。
能斯特灯(Nernstglower)是由氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成，是一直径为l~3mm，长约20~50mm的中空棒或实心棒，两端绕有铂丝作为导线。
在室温下，它是非导体，但加热至800℃时就成为导体并具有负的电阻特性，因此，在工作之前，要由一辅助加热器进行预热。
这种光源的优点是发出的光强度高，使用寿命可达6个月至一年，但机械强度差，稍受压或受扭就会损坏，经常开关也会缩短其寿命。
硅碳捧(globar)一般为两端粗中间细的实心捧，中间为发光部分，其直径约5mm，长约
50mm。
硅碳棒在室温下是导体，并有正的电阻温度系数，工作前不需预热。
和能斯特灯比较，它的优点是坚固，寿命长，发光面积大；缺点是工作时电极接触部分需用水冷却。
2．单色器
与其它波长范围内工作的单色器类似，红外单色器也由一个或几个色散元件(棱镜或光栅，目前已主要使用光栅)，可变的入射和出射狭缝，以及用于聚焦和反射光束的反射镜所构成。
在红外仪器中一般不使用透镜，以避免产生色差。
另外，应根据不同的工作波长区域选用不同的远光材料来制作棱镜(以及吸收池窗口，检测器窗口等)。
常用的红外光学材料和它们的最佳使用区见表5—4。
由于大多数红外光学材料易吸湿(KRS—5不吸湿)，因此使用时应注意防湿。
3．检测器
紫外—可见分光光度计中所用的光电管或光电倍增管不适用于红外区，因为红外光谱区的光子能量较弱，不足以引致光电子发射。
常用的红外检测器有真空热电偶、热释电检测器和汞镉碲检测器。
真空热电偶是色散性红外光谱仪中最常用的一种检测器。
它利用不同导体构成回路时的温差电现象，将温差转变为电位差。
其结构如图5—13所示。
它以一小片涂黑的金箔作为红外辐射的接受面。
在金箔的一面焊有两种不同的金属、合金或半导体作为热接点，而在冷接点端(通常为室温)连有金属导线(冷接点在图中未画出)。
此热电偶封于真空度约为
7×10-7Pa的腔体内。
为了接受各种波长的红外辐射，在此腔体上对着涂黑的金箔开一小窗，粘以红外透光材料，如KBr(至25μm)，CsI(至50μm)，KBS—5(至45μm)等。
当红外辐射通过此窗口射到涂黑的金箔上时，热接点温度升高，产生温差电势，在闭路的情况
下，回路即有电流产生。
由于它的阻抗很低(一般10Ω左右)，在和前置放大器锅合时需要用升压变压器。