紅外光譜的發(fā)展、原理、特點、分類紅外光譜的技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用相繼經(jīng)歷了很長時期，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。本文簡單介紹了紅外光譜的發(fā)展、原理、特點、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多種有機化合物的紅外光譜圖，給有機化學(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，在電子計算機蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上，傅立葉變換紅外光譜實驗技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)代化學(xué)家的實驗室，成為結(jié)構(gòu)分析的重要工具，它的特點是高靈敏度、高分辨率、快速掃描、聯(lián)機操作和高度計算機化。

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紅外光譜的原理

紅外光譜是一種分子吸收光譜，利用紅外光譜法對有機物進(jìn)行定性和定量的檢測，通過紅外線光譜儀發(fā)出紅外線光線，再將光線照射到待檢測物體的表面，有機物因其吸收特性會吸收紅外光，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應(yīng)的化學(xué)基團數(shù)據(jù)庫，對待測物質(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，因此，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)均可通過紅外光譜技術(shù)進(jìn)行定量分析。例如通過采取傅里葉數(shù)字濾波方式可對飲料進(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)計方法對飲料中水分、能量、糖類等物質(zhì)進(jìn)行定量檢測。

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紅外光譜特點

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

①分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究，應(yīng)用紅外光譜測定分子的鍵長、鍵角來推斷、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推斷未知分子的結(jié)構(gòu)。用紅外光譜作樣品分析時基本不需處理，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，分別是平動能，轉(zhuǎn)運能，振動能和電子能。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，有時必須借助化學(xué)計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)動躍遷和液體中重原子的伸縮振動，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，無損食品分析的檢測技術(shù)，主要通過與化學(xué)計量學(xué)的方法相結(jié)合，實現(xiàn)定性定量分析。