红外基本原理介绍 PPT

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红外光的基本性质ppt

（3）分子的振动形式
伸缩振动：
变形振动：
（4）红外光谱产生条件：红外光谱产生条件： • 必要条件必要条件：红外辐射应具有恰好能满足能级跃迁所需的能量，即物质的分子中某个基团的振动频率应正好待于该红外光的频率。 • 充分条件充分条件：物质分子在振动过程中应偶极矩的变化。 • 注意注意：对称分子没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。
红外光谱法的应用
一、定性分析
1 . 已知物的鉴定将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，就可以认为样品是该种标准物。注意：最多是多种方法映正。注意：最多是多种方法映正。
2 . 未知物结构的测定（1）查阅标准谱图的谱带索引，与寻找试样光谱吸收带相同的标准谱图；（2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后在由化学分类索引查找标准谱图对照核实。确定官能团确定不饱和度根据物理数据、及其它数据推测结构。
对于RCH=CH2结构，在990 cm-1和910 cm-1出现两个强峰；为 RC=CRH结构是，其顺、反构型分别在690 cm-1和970 cm-1出现吸收峰，可以共同配合确定苯环的取代类型。
影响基团位移的因素
• 外部效应外部效应：试样状态，测定条件的不同及溶剂的极性的影响等外部因素都会引起基团频率的位移。 • 内部效应（见后）内部效应（
（2）2500~1900 为叁键和累积双键区
R-C≡CH的伸缩振动出现在2100~2140 cm-1附近， R′-C ≡C-R出现在2190~2260 cm-1附近。 -C ≡N基的伸缩振动在非共轭的情况下出现在 2240~2260 cm-1附近。当与不饱和键或芳香核共轭时，该峰位移到2220~2230 cm-1附近。若分子中含有C、H、N原子， -C ≡N基吸收比较强而尖锐。若分子中含有O原子，且O原子离C ≡N基越近， -C ≡N基的吸收越弱，甚至观察不到。

红外基本原理介绍

发射率
• 发射率: • 如果表面抛光时会更低. • 经过粗糙处理的表面发射率高. • 入射角变小时更低. 热辐射是和表面垂直的. • 垂直的时候最高. • 低于 45o 会迅速降低. • 物体温度高时会更高. • 发射率依赖于: • 物体的基本材料 • 金属发射率通常很低 • 非金属通常高 • 红外波段 • 发射率可以通过实验来测定.
• 长波 • 常温时灵敏度更好. • 给定温度目标的信号水平更好. • 更少的大气吸收. • 对于玻璃和塑料不透明, 测量它们的表面温度很方便. • 阳光下反射更少. • 更高的信噪比. • 穿透烟、雾、尘和扰流. • 对于可将光背景干扰不敏感.
什么是热像技术?
热传递
热辐射
应用
热像技术可以拓展到很多领域 …
OK NO
OK NO
测量规律
5) 选择高发射率的区域进行测量。
洁净且闪亮的铜。发射率很低。
测量规律
6) 输入正确的发射率和反射温度 7) 保存红外图像，同时存储可见光照片.
问题?
红外理论基础介绍
什么是热像技术?
热
像
热量温度
分析
图像
什么是热像技术?
热量是不同温度的系统间的热量交换.
因此, 当没有温度差异时红外图像没有任何对比，也
不可能进行分析!
什么让热像技术这么有用?
• 非接触性 – 远程感应 • 使得用户远离危险 • 不会侵扰或者影响目标 • 二维性 • 可以比较物体的不同区域 • 利用图像可以观察整个目标 • 热分布可以可视化后进行分析 • 实时性 • 固定物体进行高速扫描 • 高速移动物体捕获 • 高频温度变化的图像捕捉
吸收率 (a) + 反射率 (g) + 透射率 (t) = 1 a + g + t = 1 = 100%

红外光谱(最全最详细明了)课件

THANKS
感谢观看样ຫໍສະໝຸດ 制备固体样品液体样品
气体样品
注意事项
研磨成粉末，与KBr混合压片或涂在ZnSe窗片上
。
稀释在适当的溶剂中，涂在CaF2或ZnSe窗片
上。
通过干燥管进入光谱仪。
避免样品中的水分和二氧化碳干扰，确保样品
纯净。
实验操作
打开红外光谱仪电源，预热稳定。
调整仪器至最佳状态，如光路对中、调零等。
对实验操作的要求
总结词
红外光谱实验操作需要一定的技巧和经验，以确保结果的准确性和可靠性。
详细描述
红外光谱实验涉及到样品的制备、仪器操作和谱图解析等多个环节。每个环节都需要一定的技巧和经验，以确保结果的准确性和可靠性。例如，在样品的制备过程中，需要选择合适的制样方法，以获得均匀、平整的样品；在仪器操作中，需要正确设置参数，以保证谱图的质量；在谱图解析中，需要具备丰富的经验和专业知识，以准确解析谱图特征。因此，进行红外光谱实验的人员需要经过专业培训和实践经验的积累。
红外光谱(最全最详细明了)课件
contents
目录
• 红外光谱基本原理 • 红外光谱与分子结构的关系 • 红外光谱的应用 • 红外光谱实验技术 • 红外光谱的局限性
01
红外光谱基本原理
红外光谱的产生
分子振动
分子中的原子或分子的振动，导致偶极矩变化。
偶极矩变化
辐射吸收
分子吸收特定波长的红外光，导致振动能级跃迁。
02
01 03
放入样品，记录光谱。
实验结束后，关闭仪器，清理样品。
04
05
注意事项：保持室内温度和湿度的稳定，避免仪器受到

红外基本原理PPT(完整版)

CH C H2
2
C H2 C H2
1781cm-1 1678cm-1 1657cm-1
1651cm-1
2.氢键效应
氢键(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。
C =O 伸缩N-伸缩 H N变 -形 H
OHNH 游离1690
R
R
பைடு நூலகம்
3500 1620-1590
0m
7.
偶极子在交变电场中的作用示意图
（4）由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰； V ：化学键的振动频率；可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。
化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
红外基本原理
一、概述
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱
a．诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移） R-COR C=0 1715cm-1 ; R-COH C=0 1730cm -1 ； V ：化学键的振动频率；（5）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；（3）瞬间偶基距变化大，吸收峰强；偶极子在交变电场中的作用示意图
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
三、分子中基团的基本振动形式
1．两类基本振动形式
伸缩振动 a．诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）
反之，出现在低波数区（高波长区）。
亚甲基：力常数:
15 17 9.
（2）峰数峰数与分子自由度有关。
3060-3030 cm-1

红外成像原理42页PPT

文物鉴定
医学
军事
数据传输
8
红外成像的原理
一、红外线的特性又称红外辐射，是指波长为0.78~1000
微米的电磁波。其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线，也就是我们熟悉的中远红外光；
9
红外成像的原理
红外辐射普遍存在于自然界：
任何温度高于绝对零度的物体（人体、冰、雪等）都在不停地发射红外辐射。
精确测量目
标与观察者之间的距离
探测距离为1220米时的选通时序图
34
主动式红外成像系统
如何减小大气后向散射影响？
选通技术
通过发射脉冲时序配合，使变像管在接收观察目标反射回来的红外辐射时工作。
32
主动式红外成像系统
探照灯：短脉冲红外激光
＋
红外变像管：加选通电极
33
8微秒
脉冲光源照明输出
后向散射辐射目标反射辐射
减少大气后向散射对红外图像对比度和清晰度
的影响
选通脉冲
1～2.5
3～5
8～14
12
红外成像系统
红外成像系统
主动式红外成像系统（红外夜视仪）
利用不同物体对红外辐射的不同反射
被动式红外成像系统（红外热像仪）
利用物体自然发射的红外辐射
13
被动式红外成像系统
红外热像仪
自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图；
荧光屏
电子光学系统
通常变像管的光阴极采用对近红外敏感
（0.8～1.2um）的银氧铯光敏层，电子光学部

红外光谱分析全解课堂PPT

红外分光光度计测量分辨率主要决定于狭缝的宽度，光谱狭缝宽度愈小，仪器的分辨率愈好。所以为提高仪器的分辨率，应尽可能使狭缝的宽度小。
29
图4-16是聚苯乙烯膜C—H伸缩振动吸收区分辨率与狭缝宽度的关系。由于狭缝宽不仅分辨率降低，而且谱带形状和强度也发生变化。
30
2．测量准确度指仪器记录的样品真实透过度的准确程度。影响测
由于检测器产生的信号很微小，因此，必须将信号放大，才能记录成红外光谱。
28
三、红外分光光度计的操作性能及影响因素
1．分辨率分辨率是仪器的重要性能之一，它表示仪器分开
相邻光谱波数（或波长）的能力。普通红外分光光度计的分辨率至少应为2cm-1或1cm-1，更精密的仪器，如付里叶变换光谱仪的分辨率可达到0.1cm-1，甚至更小。
振动光谱分类
定义：所谓振动光谱是指物质由于吸收了能量而引
起其分子或原子内部基团振动的能量改变所产生的光谱。分类：
主要包括红外吸收光谱和激光拉曼光谱。如果用的光源是红外光谱范围，即0.781000µm，就是红外吸收光谱。如果用的是强单色光，例如激光，产生的是激光拉曼光谱。
1
第一节红外光谱的基本原理
9
（5）谱带的划分：
10
11
高岭石{Al4[Si4O10](OH)8 }红外吸收光谱
透过率/%
80 70 60 50 40 30 20 10
0 -10
4000
3500
3000
2500
2000
波数/cm-1
1500
1000
80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 500
12
三、红外光谱产生的原理
光源单色器检测器电子放大器记录系统

红外遥控原理及应用-PPT课件

多路控制的红外遥控系统
普通的家用遥控器实际上已经是多路控制红外遥控系统。多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地接收端有不同地输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。 “脉冲” 输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”。比如说跳台、音量调节等等； “电平” 输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”消失。此处的“有效脉冲” 和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则 “低”为有效。大多数情况下“高”为有效。比如字幕，语言等等； “自锁” 输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。 “互锁” 输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其他如调光、调速、音响的输入选择等。 “数据” 输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便以后适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。比如DVD的定时收看；除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。当然这个部分主要是由解码后单片机部分来进行分析处理，遥控器发射端只是需要发出各个按键的
红外遥控原理及应用
一、红外遥控漫谈

FTIR基本原理ppt课件

采集样品信号
调整附件，使得光通量最大
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查样品仓 : 光路是否有东西挡住了光路?
有清理光路
FT-IR: 基本原理 ...
问题：没有干涉图
Check signal 没有干涉图，只是一根直线
检查最大值（峰）的位置:
FT-IR: 基本原理 ...
技术局限
事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制
技术限制: 只是测试整个谱图范围的一部分
分辨率受到限制
采样间隔不能无限小 (基于 HeNe激光)
得到的干涉图不是对称的
相应问题:
旁瓣峰牺牲谱图的分辨率
带宽限制有折叠可能尖桩篱栅效应相位问题
解决方案: 采用不同的光源、分
切趾
旁瓣
FT-IR: 基本原理 ...
切趾旁瓣峰引起峰强度的变化，旁瓣峰削弱了主峰的强度
切趾来减小旁瓣峰的强度牺牲分辨率
这意味：切趾函数的选择取决于所需的分辨率
FT-IR: 基本原理 ...
干涉图数据的采集
带宽
HeNe激光信号也用来控制干涉图数据的采集
波长: 632 nm
在激光正弦波过零点时采集数据。
红外光谱简单介绍 ...
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
当一束红外光射到物质上，可能发生：吸收、透过、反射、散射或者激发荧光（即拉曼效应）。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
不同波段的光连接起来构成成了整个光谱范围。
FT-IR: 基本原理 ...
红外光
光的辐射可以看作是波的运动，波长是两个连续峰之间的距离。

红外光谱详解课件

06
习题与思考题
基础概念题
题目1
简述红外光谱的基本原理
答案1
红外光谱是利用物质对红外光的吸收特性来研究物质分子结构和组成的一种方法。当红外光与物质分子相互作用时，某些波长的光被吸收，形成特定的光谱图，通过分析这些
光谱图可以了解物质分子的振动和转动能级。
基础概念题
要点一
题目2
列举红外光谱中的主要吸收区域
要点二
答案2
红外光谱主要分为四个吸收区域，分别是近红外区（ 12500-4000 cm^-1）、中红外区（4000-400 cm^-1）、远红外区（400-10 cm^-1）和超远红外区（10-5 cm^-1）。其中中红外区是研究分子振动和转动能级的主要区域。
光谱解析题
题目3
根据给定的红外光谱图，分析可能的物质组成
分子转动
02
分子除了振动外，还会发生转动，转动也会产生能量变化，从
而吸收特定波长的红外光。
分子振动和转动与红外光谱的关系
03
分子振动和转动产生的能量变化与红外光的能量相匹配时，光
子会被吸收，形成红外光谱。
分子振动与转动
振动模式
分子中的原子或分子的振动模式决定了其吸收特定波长的红外光。不同化学键或基团具有独特的振动模式，形成了特征的红外光谱。
镜反射后相干叠加。
检测器
检测器用于检测干涉仪产生的相干光束，将光信号转换为电信号。
光谱采集系统
光谱采集系统负责收集检测器输出的电信号，并将其转换为光谱数据。
傅里叶变换红外光谱技术
傅里叶变换
傅里叶变换是一种数学方法，用于将干涉图转换为光谱图。通过傅里叶变换，可以获得样品的红外光谱。
分辨率

红外光谱-全ppt课件

C=O=1760cm-1 ,O-H=3550cm-1; C=O=1700cm-1 ,O-H=3250-2500cm-1
如: 乙醇 CH3CH2OH (CH3CH2OH)2 (CH3CH2OH)n
O=H=3640cm-1 O=H=3515cm-1 O=H=3350cm-1
精选课件
22
振动耦合：
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（高频和低频）。
1905年科伯伦茨发表了128种有机和无机化合物的红外光谱，红外光谱与分子结构间的特定联系才被确认。
到1930年前后，随着量子理论的提出和发展，红外光谱的研究得到了全面深入的开展，并且测得大量物质的红外光谱。
1947年第一台实用的双光束自动记录的红外分光光度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外分光光度计。
（3）红外光谱特征性高。由于红外光谱信息多，可以对不同结构的化合物给出特征性的谱图，从“指纹区”就可以确定化合物的异同。所以人们也常把红外光谱叫 “分子指纹光谱”。
精选课件
4
(4）分析时间短。一般红外光谱做一个样可在10~30分钟内完成。如果采用傅里叶变换红外光谱仪在一秒钟以内就可完成扫描。为快速分析的动力学研究提供了十分有用的工具。
因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
精选课件
17
内部因素
质量效应：
X-H 键的伸缩振动波数（cm-1）化学键波数（cm-1）化学键波数（cm-1）
C-H C=C-H Ar-H C≡C-H
3000 3100-3000 3100-3000
3300
F-H
Cl-H Br-H

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Wednesday, July 04, 2018
9
红外辐射
和可见光一样，红外辐射可以:
从物体表面反射. 被物体吸收. 穿透物体
入射辐射 W
被吸收的辐射 W
透射辐射 W
反射辐射 W
Wednesday, July 04, 2018 10
红外辐射
红外辐射是热量通过辐射而传递. 一个物体的红外辐射 = 100% 入射辐射 (W) = 吸收 (W) + 反射 (gW) + 透射 (W) – (W + gW + W)/W = 1
红外理论基础介绍
Wednesday, July 04, 2018
1
内容
关于红外热传递发射率黑体 & 实体普朗克定律大气窗口热像技术热像技术 vs. 可见光发射 & 反射测量规律
Wednesday, July 04, 2018
2
红外热像仪的工作原理
Wednesday, July 04, 2018
4
Sir William Herschel 的实验
光阑光阑红外光
三棱镜
阳光
可见光谱
Wednesday, July 04, 2018 5
什么是红外?
红外光是电磁光谱中介于可见光的红光和微波之间的波段.
伽马射线
X射线可紫外见红外来自无线电微米可见光 0.4 近红外 0.75 中红外 3 远红外 7.5-15 超远红外 15 - 1000
– lmax = 能量最大时的波长(mm) – C = 2898 mmK = 常数 – T = 绝对温度（ Kelvin）
物体温度越高, 高温时的辐射波长就越短
对普朗克公式求微分就可以求出维恩定律，从而求得 lmax. 斯蒂芬-玻尔兹曼定律是由普朗克公式从0到无穷远积分导出的.
Wednesday, July 04, 2018
– 红外波段发射率可以通过实验来测定.
Wednesday, July 04, 2018
15
发射率
发射率 e 是物体的红外辐射效率. 发射率高则同样温度的物体发射出更多的能量.
Wednesday, July 04, 2018
16
黑体 & 实体
黑体是反射和透射都为零的物体 . – 对于黑体: g = 0, = 0, e = 1 – 黑体是完美的辐射体. 一个发射率 < 1 的物体通常成为灰体. – 对于灰体 : e < 1, e = 常数一个发射率 < 1 的物体，并且随波长变化称之为实体. – 对于实体: e < 1, e = f(l)
21
斯蒂芬-玻尔兹曼定律
W = e s T4 – W = 灰体的辐射功率 W/cm2 – e = 发射率 – s = 斯蒂芬-玻尔兹曼常数(=5.67 x 10-12 W/cm2K4) – T = 灰体温度（ Kelvin）
W
T
Wednesday, July 04, 2018 22
大气吸收
我们认为大气应该是透明的 – 我们能看见可见光 – 大气对于可见光是透明的但是大气对于所有波段并不是透明的.
Wednesday, July 04, 2018
对流
传导
辐射
8
热传递
热量通常是从高温处传到低温处，从而使得物体间温度升高或者降低. 通过热辐射传递的能量为:
– 他们之间的绝对温度四次方之差(T4hi - T4lo). – 并依赖于:
物体材料, 物体表面特征, 表面朝向, 物体表面几何结构, 物体温度红外波长.
Wednesday, July 04, 2018
17
高温物体的普朗克定律
黑体辐射
可见光
Wednesday, July 04, 2018
波长
19
低温物体的普朗克定律
emi ttan ce
黑体辐射
可见光
Wednesday, July 04, 2018
波长
20
维恩定律
lmax = C/T = 2898/T mmK
Wednesday, July 04, 2018
12
发射率
物体表面发射热量的能力叫发射率. 由一个相对量 ε 来表示. 数值介于 0 和 1.
Wednesday, July 04, 2018
13
发射率
发射率差别很大: - 表面粗糙度, - 表面形状: 孔洞和凹陷提高发射率ε, - 观察角度, - 金属氧化程度, - 自身的温度.
PC
目标物体
红外光学镜头
红外图像
VOC探测器
16-位数字成像技术，伪彩技术
Wednesday, July 04, 2018 3
红外的历史
19世纪的天文学家 Sir William Herschel 利用光线，镜子和望远镜做实验. 明白了光线是由不同颜色的光谱组成的，且有热效应. 他决定找出哪个波长具有更强的热效应。
吸收率 () + 反射率 (g) + 透射率 () = 1
+ g + = 1 = 100%
Wednesday, July 04, 2018
11
发射率
物体吸收的红外辐射等于物体发射的红外辐射. 易于吸收的物体就是易于发射的物体. – 红外吸收 = 红外发射 – 吸收率 = 发射率 = e, + g+ = 1 – e + g + = 1 = 100% 对于不透明物体: – = 0 – e + g = 1 – e = 1 - g, i. e, e <=1
Wednesday, July 04, 2018
14
发射率
发射率: – 如果表面抛光时会更低.
经过粗糙处理的表面发射率高.
– 入射角变小时更低. 热辐射是和表面垂直的.
垂直的时候最高. 低于 45o 会迅速降低.
– 物体温度高时会更高. 发射率依赖于: – 物体的基本材料
金属发射率通常很低非金属通常高
Wednesday, July 04, 2018
6
什么是红外?

所有超过绝对零度的物体都在红外波段辐射能量. 红外遵从可见光的基本规律. 人眼是看不见红外光的. 可见光和红外光最大的不同是它们的波长不一样.
Wednesday, July 04, 2018
7
热传递
– 热能通过三种方式传递. 传导 – 固体. 对流 – 液体和气体 . 辐射 – 不需要媒介.