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近紅外及中紅外光譜法測量原理
閱讀：2013 發布時間：2012-12-26
關于紅外分光的原理，先從zui基本的中紅外領域的吸收講述。
某物質照射中紅外光后，中紅外光一部分被該物質吸收。被吸收的中紅外光的波長和吸收程度（吸光度或透射率）由該物質決定。因此測量中紅外吸收光譜可以得知物質固有光譜。
振動頻率ν的光被分子吸收后，分子的能量只增加E=hν（h為普朗克定數）。中紅外光時，其能量正好相當于分子振動能源水平。即如圖2所示那樣，在振動基底狀態的分子吸收中紅外光，變遷為振動的*激發態。但照射滿足E＝hν并不是經常發生中紅外吸收，需注意根據選擇規則存在被允許的遷移（容許躍遷）和不允許的遷移（禁帶躍遷）。
中紅外領域有兩個重要的選擇規則。
（1）*個選擇規則是振動量子數v只容許±1的變化。這個變化相當于振動的基本音。相當于諧波的±2、±3······的變化稱為禁帶躍遷，本來是不允許的。
（2）中紅外領域的另一個重要的選擇規則是"由于某個分子振動，只有在分子全體的電偶極矩變化時，中紅外光才被吸收"，這兩個制約決定了物質的固有中紅外光譜。
分子的能量的水平和吸收帶的關系
下面探討一下近紅外光譜。
近紅外光譜法是以禁帶躍遷的諧波和組合頻率為基礎的光譜法。那么為何要在頻譜上觀測禁帶的諧波和組合頻率呢？那是因為分子振動不是*的協調振動（按照虎克定律的振動），有很多非協調性。雖然那么說，但諧波和組合頻率發生率低，吸收比中赤外弱。因此，近紅外光譜法是處理非常弱帶的光譜法。開始我們會以為是缺點，但后邊會講述到，其實是近紅外光譜法的優點。
某物質照射中紅外光后，中紅外光一部分被該物質吸收。被吸收的中紅外光的波長和吸收程度（吸光度或透射率）由該物質決定。因此測量中紅外吸收光譜可以得知物質固有光譜。
振動頻率ν的光被分子吸收后，分子的能量只增加E=hν（h為普朗克定數）。中紅外光時，其能量正好相當于分子振動能源水平。即如圖2所示那樣，在振動基底狀態的分子吸收中紅外光，變遷為振動的*激發態。但照射滿足E＝hν并不是經常發生中紅外吸收，需注意根據選擇規則存在被允許的遷移（容許躍遷）和不允許的遷移（禁帶躍遷）。
中紅外領域有兩個重要的選擇規則。
（1）*個選擇規則是振動量子數v只容許±1的變化。這個變化相當于振動的基本音。相當于諧波的±2、±3······的變化稱為禁帶躍遷，本來是不允許的。
（2）中紅外領域的另一個重要的選擇規則是"由于某個分子振動，只有在分子全體的電偶極矩變化時，中紅外光才被吸收"，這兩個制約決定了物質的固有中紅外光譜。
分子的能量的水平和吸收帶的關系
下面探討一下近紅外光譜。
近紅外光譜法是以禁帶躍遷的諧波和組合頻率為基礎的光譜法。那么為何要在頻譜上觀測禁帶的諧波和組合頻率呢？那是因為分子振動不是*的協調振動（按照虎克定律的振動），有很多非協調性。雖然那么說，但諧波和組合頻率發生率低，吸收比中赤外弱。因此，近紅外光譜法是處理非常弱帶的光譜法。開始我們會以為是缺點，但后邊會講述到，其實是近紅外光譜法的優點。