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紅外氣體分析儀之電磁輻射波譜和吸收光譜法

一、電磁輻射及其波譜

(1)電磁輻射

電磁輻射是以極快速度通過(guò)空間傳播的光量子流，是一種能量的形式。電磁輻射具有波動(dòng)性與微粒性，其波動(dòng)性表現(xiàn)為輻射的傳播以及反射、折射、散射、衍射、干涉等，可用傳播速度、頻率、波長(zhǎng)等參量來(lái)描述；其微粒性表現(xiàn)為，當(dāng)其與物質(zhì)相互作用時(shí)引起輻射的吸收、發(fā)射等，可用能量來(lái)描述。電磁輻射的波動(dòng)性與微粒性用普朗克方程式聯(lián)系起來(lái)。

(2)電磁輻射波譜

若按頻率、波長(zhǎng)或能量的大小順序，把電磁波排列起來(lái)，便成為一個(gè)電磁波譜，不同波段的電磁波，產(chǎn)生的方法和引起的作用各不相同，因而出現(xiàn)了各種波譜分析方法。

二、吸收光譜法

(1)吸收光譜法的定義

吸收光譜法是波譜分析法中的一種。電磁輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生輻射的吸收，引起原子、分子內(nèi)部量子化能級(jí)之間的躍遷，測(cè)量輻射波長(zhǎng)或強(qiáng)度變化的一類(lèi)光學(xué)分析方法，稱(chēng)為吸收光譜法。

吸收光譜法的另一個(gè)定義是：基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立的分析方法稱(chēng)為吸收光譜法，也稱(chēng)為吸光光度法。包括紫外可見(jiàn)分光光度法、紅外吸收光譜法等。

(2)吸收光譜法的作用機(jī)理

由物理學(xué)中可知，分子由原子和外層電子組成。各外層電子的能量是不連續(xù)的分立數(shù)值，即電子是處在不同的能級(jí)中。分子中除了電子能級(jí)之外，還有組成分子的各個(gè)原子間的振動(dòng)能級(jí)和分子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。

（3 ）特征吸收波長(zhǎng)

在近紅外和中紅外波段，紅外輻射能量較小，不能引起分子中電子能級(jí)的躍遷