红外物理与技术参考答案
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红外试题及答案一、选择题1.在红外光谱分析中,用KBr作为样品池,这是因为:(3 )(1)KBr晶体在4000-400cm-1范围内不会散射红外光(2)KBr在4000-400cm-1范围内有良好的红外光吸收特性(3)KBr在4000-400cm-1范围内无红外光吸收(4)在4000-400cm-1范围内,KBr对红外光无反射2. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为:(3 )(1)玻璃(2)石英(3)卤化物(4)有机玻璃3.二、填空题1. 一般分析上所说的红外光谱区域是指(中红外区)。
2. 在分光光度计中,常因波长范围不同而选用不同材料的容器,现有下面三种材料的容器,各适用的光区为:(1)石英比色皿用于(可见、紫外光区)(2)玻璃比色皿用于(可见光区)(3)氯化钠窗片吸收池用于(红外光区)三、问答题:1.指出指纹区的波长范围、特点及用途。
答:范围:400~1500cm-1特点:峰密集,峰形对分子结构变化十分敏感,是整个分子的特征。
用途:特征基团的进一步确证,整体结构确定,确定苯环上取代基的数目、位置及碳链长短等。
2.红外吸收光谱法定性、定量分析的依据是什么?答:定性依据是峰的位置和数目,定量依据是峰的高度。
3.如何利用红外吸收光谱来区分伯、仲、叔醇?答:利用C—O基团特征峰,伯醇:~1050cm-1;仲醇:~1100cm-1;叔醇:~1150 cm-1。
4.一含氮化合物,分子量为53,红外吸收光谱图如下,推断化合物的结构。
16103067 14122222980答:①3300~3500无峰,无N-H峰。
②2222峰,有C≡N或C≡C基团。
③小于3000处无峰,无饱和C-H键,即无-CH3和-CH2-。
④根据分子量,除N外只能含3个C,H H||C = C||H C ≡N5.某化合物其红外光谱图如下, 试推测该化合物是: HO-C6H4-Cl还是ClCH 2CH 2-CO-CH 2CH 3? 为什么?答:因为3255cm -1有强吸收说明有OH 。
第11 章红外传感器一、单项选择题1、下列对红外传感器的描述错误的是()。
A. 红外辐射是一种人眼不可见的光线B. 红外线的波长范围大致在0.76~1000卩m之间C. 红外线是电磁波的一种形式,但不具备反射、折射特性D. 红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。
2、对于工业上用的红外线气体分析仪,下面说法中正确的是()A. 参比气室内装被分析气体B. 参比气室中的气体不吸收红外线C.测量气室内装N2D. 红外探测器工作在“大气窗口”之外3、红外辐射的物理本质是()A核辐射B •微波辐射 C •热辐射D •无线电波4、对于工业上用的红外线气体分析仪,下面说法中错误的是()A.参比气室内可装N2B. 红外探测器工作在“大气窗口”之内C.测量气室内装被分析气体D. 参比气室中的气体要吸收红外线5、红外线是位于可见光中红色光以外的光线,故称红外线。
它的波长范围大致在()到1000卩m的频谱范围之内。
A.0.76nmB.1.76nmC.0.76 卩mD.1.76 卩m6、在红外技术中,一般将红外辐射分为四个区域,即近红外区、中红外区、远红外区和()。
这里所说的“远近”是相对红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离而言。
A. 微波区B. 微红外区C.X 射线区D. 极远红外区7、红外辐射在通过大气层时,有三个波段透过率高,它们是0.2〜2.6卩m、3〜5卩口和(),统称它们为“大气窗口”。
A.8 〜14 [1 mB.7 〜15 卩mC.8 〜18 卩mD.7 〜14.5 卩m8、红外探测器的性能参数是衡量其性能好坏的依据。
其中响应波长范围(或称光谱响应),是表示探测器的()相应率与入射的红外辐射波长之间的关系。
A. 电流B. 电压C. 功率D. 电阻9、光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照下,产生()。
使材料的电学性质发生变化。
通过测量电学性质的变化,可以知道红外辐射的强弱。
光子效应所制成的红外探测器。
红外成像技术试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 红外成像技术主要依赖于物体发出的哪种辐射?A. 可见光B. 紫外线C. 红外线D. X射线答案:C2. 下列哪个不是红外成像技术的应用领域?A. 军事侦察B. 医学成像C. 交通监控D. 核能发电答案:D3. 红外成像技术中,热成像相机的工作原理是什么?A. 通过物体发出的声音来形成图像B. 通过物体发出的红外线来形成图像C. 通过物体发出的电磁波来形成图像D. 通过物体的化学反应来形成图像答案:B4. 红外成像技术中的“长波红外”通常指的是哪个波段?A. 1-3微米B. 3-5微米C. 8-14微米D. 14-20微米答案:C5. 以下哪种材料不适合用于红外成像系统的镜头?A. 石英B. 硫化铅C. 硅D. 氟化钙答案:C二、填空题(每题2分,共10分)6. 红外成像技术根据探测波段的不同,可以分为________红外、________红外和远红外。
答案:近、中7. 红外成像系统的探测器通常由________、________和读出电路组成。
答案:探测器阵列、信号处理电路8. 红外成像技术在医学领域的应用主要包括________、________和血液流动检测等。
答案:热成像、肿瘤检测9. 红外成像技术在军事上的应用主要是利用________来探测目标。
答案:温差10. 红外成像技术中的“红外窗口”指的是大气中允许________辐射通过的波段。
答案:红外三、简答题(每题10分,共20分)11. 简述红外成像技术的原理及其基本组成。
答案:红外成像技术的原理是基于物体发出的红外辐射能量与其表面温度有关,通过探测这些辐射可以形成图像。
基本组成包括红外探测器、光学系统、信号处理系统和显示系统。
12. 描述红外成像技术在民用领域中的几种主要应用。
答案:红外成像技术在民用领域的应用包括建筑节能检测、电力系统检测、交通监控、环境监测、医疗成像、搜索与救援等。
第二章习趣 解:近红外中红外远红外 极远红外波 < ( jim) 0.75-3 3~6 6~1515-1000 项率(Hz) 1014-4x 10145x 1013-10142X 1013-5X 10133xlO n -2xlO 13茨数(丄) cm1▲ 43 X 10 ^3 X 10ix 104 5 6-ix 10* 6 3-^x 104-7X 1°415 61 10旨何光子能用(eV)3、解:山于绘向上半空间发射•所以立体角D = 2TT4 解:(1)因为是在灯的正下方.因Wl = 2.44m cos61= 1所以点加被照处的辐照度E = ^ = 帑 =^ =<2)灯到房岸-角的茨离I = U4.582 + 3・6以+ 2442 =2.44cos 0 = —j —=所以点源在被照处的辆照度E = ^ =号竺=5 W :(Dl = 4m cos6 = 1 E ="囂“=<2)I = 8m cos 6 = 0.5 E ='=6 证:第一个小球的轴出度为M.则辐射功率P = M/11.辆射强慢1 = ?=学1 n 4n另-个小球的周界为址人圆.面积为A = nff 2 = .% 0 =供=金所以第二个小球接收到的功率R = in =字令得证。
7、解:久曲的辐射强度I 二LA.COS0(IA ・ cos0••• P =2.5 x 25 502=0.025W62.82JT=10 W/sr(2=^~ I=LA R P,=IQ= L?y :-A|1Q=^ 上LA 、cos0 P ;=IQ=LAs y°S<?山暂竺 I=LA cos ^ p*LA、A 严缶竺卫[二LA cosOPg SA 曲&l 2x 5I 2&解:辐射源到B 点即离为l=^x 2+h 2 cos6>=y嘶离平方反比跻匚驚帘二壽10、解:已知中心处曲度和趴离可得:E=A 所以发光强度上EI']・T F12 4 现将趴离调为l,=3m 则中心处E.=— = —=90.01 x-^40lxh 1「 9故边缘处照度E-竺^竺学^90.0lx 父更I.2 I.2 9 1011、斛:设S 点高度为h,辐射源S 与B 点之间距离为1产JhfCOS^7^7F战得出函数E (h)=¥^ = y,h 「对其求导・令dE=() 蹄归爭即此高度时,B 点辐射照度最儿(4)e 筈込LAW 遇吟卫(2)12. 解:11知恻盘血积和辐射亮度.则I=L0cosi9 A・・・P*如.・皿殳2血嘗A“心°,。
红外物理与技术课程设计概述本次课程设计旨在通过红外物理和技术的学习和实践,加深对该领域知识的理解和掌握,提高学生的实践能力和创新能力。
本文将介绍课程目标、内容和教学方法等方面的设计。
课程目标本次课程设计旨在使学生:1.理解红外物理和技术的基本概念和原理;2.掌握红外光学、光电子学、红外系统和应用等方面的基本知识和技能;3.学会运用所学知识和技能,设计和改进红外系统,并能有效地解决实际问题;4.培养学生的创新思维和实践能力。
课程内容本次课程设计的主要内容包括:1.红外物理和技术的基本概念和原理;2.红外辐射的物理特性和检测技术;3.红外光学系统的设计和实现;4.红外成像系统和红外探测器的应用;5.红外光电子学系统和技术;6.红外传感器的应用。
本课程的理论学习将在教室里完成,实践部分将在实验室里进行。
实验的具体内容和设计将根据课程的实际情况进行调整和安排。
教学方法本课程设计将采用以下教学方法:1.讲授理论知识和原理,用简单明了的语言让学生能够理解和掌握;2.实验和实践操作,让学生亲身体验和掌握红外物理和技术的基本概念和原理;3.研讨和讨论,促进学生自主学习和思考,培养其创新能力和解决实际问题的能力;4.课程作业,通过作业的专题设计和实践操作,巩固学生所学的知识和技能。
课程安排本课程安排共计16周,具体安排如下:周次课程内容教学方法1-2 红外物理和技术的基本概念和原理讲授3-4 红外辐射的物理特性和检测技术讲授、实验5-6 红外光学系统的设计和实现讲授、实验7-8 红外成像系统和红外探测器的应用讲授、实验周次课程内容教学方法9-10 红外光电子学系统和技术讲授、实验11-12 红外传感器的应用讲授、研讨13-14 综合实验实践操作15-16 课程汇报学生报告课程作业1.小组专题研究和报告,内容包括某一应用领域的红外系统设计和改进;2.实验报告,内容包括实验设计、操作过程和结果分析;3.终结性论文,内容包括课程设计的总体思路和方案、实践过程和结果分析。
红外物理与技术参考答案1-4 红外辐射既具有与可见光相似的特性,如反射、折射、干涉、衍射和偏振,又具有粒子性,即它可以以光量子的形式被发射和吸收。
同可见光相比,同时具有独有特性:(1)必须用对红外辐射敏感的红外探测器才能探测到;(2)红外辐射的光量子能量比可见光的小;(3)红外辐射的热效应比可见光要强得多;(4)红外光谱区比可见光谱区含有更丰富的内容;(5)红外辐射更容易被物质所吸收。
1-5 红外物理与红外技术所研究的内容不同,它们是相互联系、相互依存、相互融合的,二者之间的关系既紧密联系又相互区别。
1-6 如:红外制导;红外夜视;红外通信;红外预警;隐身藏匿武器探测;红外对抗等。
1-7 如:红外测温;红外遥控;红外医疗;红外遥感;红外辐射加热;红外光谱技术;红外故障诊断;红外灾害观测;建筑物检测等。
第2章2-1 辐射能: 以电磁波的形式发射、传输或接收的能量,用Q 表示,单位是J ;辐射强度:描述点辐射源的辐射功率在空间不同方向上的分布特性;辐射照度:指被照表面的单位面积上接收到的辐射功率,用E 表示;光子辐射强度:光源在给定方向上的单位立体角内所发射的光子通量,用pI 表示;光子辐射照度:指被照表面上某一点附近,单位面积上接收到的光子通量,用pE 表示。
2-2(1)扩展源辐射特性;辐射功率;M 。
(2)扩展源;源表面;面密度。
(3)扩展源辐射特;单位投影面积;单位立体角;L 。
2-3 解: ()sr 01.05.00025.022==∆≈∆l S Ω(W)025.001.05.2=⨯=∆=∆ΩI P2-4 解:辐射功率P 与辐射通量Φ混用。
辐射强度对整个发射立体角Ω的积分,即P d I ΩΩ=⎰对于各向同性的辐射源,I 等于常数,则得2P I π=,得W/sr 102==πP I 。
2-5 解:(1)灯正下方照度:2210016.8cd/m 2.44I E d ===(2)房屋一角照度:223.664.58AB 2.931m+== 2222m 5466.14AC AB BC =+=6401.0BCACcos ==θ则: 22100cos 0.64018 4.4cd/m 14.5466IE d θ==⨯=2-6 解: 位置(1):21l A Ωd=∆,1cos cos()12πθ==,2111cos l A LA A ΩL P s d s=∆=∆θ位置(2):22l A Ωd=∆,21cos cos cos l l θθθ==,θθcos 1cos 2222l A LA A ΩL P s d s=∆=∆位置(3):23cos l A Ωd θ=∆,31cos cos cos l l θθθ==,2333cos l A LA A ΩL P s d s=∆=∆θ位置(4):224)(cos l A Ωd θ=∆,41cos cos cos l l θθθ==,θθcos cos 2444l A LA A ΩL P sd s=∆=∆位置(5):225)(cos l A Ωd θ=∆,51cos cos cos l l θθθ==,22555)(cos cos θθl A LA A ΩL P s d s=∆=∆ 2-7 解: 2,4vvR REA R A Φπ==太阳向全空间发出的光通量:24v vR E Φπ=太阳的光亮度:2cos r L A ννΦΩθ∂=∂∂由于各向同性,且cos 1θ=,2224()4444v v v v r R E E R L A r rΦπππππ===⋅,则:)(cd/m 1065.3107.0105.1410428291122⨯≈⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππr R E L v v如果只考虑太阳的可见光部分,可以估算其辐射亮度。
红外吸收光谱法(总共193题)一、选择题( 共61题)1. 2 分(1009)在红外光谱分析中,用KBr制作为试样池,这是因为:( )(1) KBr 晶体在4000~400cm-1范围内不会散射红外光(2) KBr 在4000~400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性(3) KBr 在4000~400 cm-1范围内无红外光吸收(4) 在4000~400 cm-1范围内,KBr 对红外无反射2. 2 分(1022)下面给出的是某物质的红外光谱(如图),已知可能为结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ,试问哪一结构与光谱是一致的?为什么?( )3. 2 分(1023)下面给出某物质的部分红外光谱(如图),已知结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ,试问哪一结构与光谱是一致的,为什么?4. 2 分(1068)一化合物出现下面的红外吸收谱图,可能具有结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ,哪一结构与光谱最近于一致?5. 2 分(1072)1072羰基化合物R C O O R ( I ) ,R COR Ç ( ¢ò) ,RC O N HR ( I I I ) , A rS C OS R ( I V )中,C = O 伸缩振动频率出现最低者为 ( )(1) I (2) II (3) III (4) IV 6. 2 分 (1075)一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1) 玻璃 (2) 石英 (3) 卤化物晶体 (4) 有机玻璃 7. 2 分 (1088)并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到,这是因为 ( ) (1) 分子既有振动运动,又有转动运动,太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的(3) 因为分子中有 C 、H 、O 以外的原子存在 (4) 分子某些振动能量相互抵消了 8. 2 分 (1097)下列四组数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括 CH 3- CH 2-CH = O 的吸收带 ( )9. 2 分 (1104)请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高? ( )(1) R C O R (2)C OR(3)C O(4) F COR10. 2 分 (1114)在下列不同溶剂中,测定羧酸的红外光谱时,C =O 伸缩振动频率出现最高者为( ) (1) 气体 (2) 正构烷烃 (3) 乙醚 (4) 乙醇 11. 2 分 (1179)水分子有几个红外谱带,波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( ) (1) 2 个,不对称伸缩 (2) 4 个,弯曲 (3) 3 个,不对称伸缩 (4) 2 个,对称伸缩 12. 2 分 (1180)CO 2的如下振动中,何种属于非红外活性振动 ? ( ) (1) ← → (2) →← → (3)↑ ↑ (4 ) O =C =O O = C =O O = C =O O = C = O ↓ 13. 2 分 (1181)苯分子的振动自由度为 ( )(1) 18 (2) 12 (3) 30 (4) 3114. 2 分(1182)双原子分子在如下转动情况下(如图),转动不形成转动自由度的是( )15. 2 分(1183)任何两个振动能级间的能量差为( )(1) 1/2 hν(2) 3/2 hν(3) hν(4) 2/3 hν16. 2 分(1184)在以下三种分子式中C=C 双键的红外吸收哪一种最强? ( )(a) CH3- CH = CH2(b) CH3- CH = CH - CH3(顺式)(c) CH3- CH = CH - CH3(反式)(1) a 最强(2) b 最强(3) c 最强(4) 强度相同17. 2 分(1206)在含羰基的分子中,增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带( )(1) 向高波数方向移动(2) 向低波数方向移动(3) 不移动(4) 稍有振动18. 2 分(1234)以下四种气体不吸收红外光的是( )(1)H2O (2)CO2(3)HCl (4)N219. 2 分(1678)某化合物的相对分子质量M r=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为( )(1) C4H8O (2) C3H4O2(3) C3H6NO (4) (1)或(2)20. 2 分(1679)红外吸收光谱的产生是由于( )(1) 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁(2) 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁(3) 分子振动-转动能级的跃迁(4) 分子外层电子的能级跃迁21. 1 分(1680)乙炔分子振动自由度是( )(1) 5 (2) 6 (3) 7 (4) 822. 1 分(1681)甲烷分子振动自由度是( )(1) 5 (2) 6 (3) 9 (4) 1023. 1 分(1682)Cl2分子基本振动数目为( )(1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 324. 2 分(1683)Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为( )(1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 325. 2 分(1684)红外光谱法试样可以是( )(1) 水溶液(2) 含游离水(3) 含结晶水(4) 不含水26. 2 分(1685)能与气相色谱仪联用的红外光谱仪为( )(1) 色散型红外分光光度计(2) 双光束红外分光光度计(3) 傅里叶变换红外分光光度计(4) 快扫描红外分光光度计27. 2 分(1686)下列化合物在红外光谱图上1675~1500cm-1处有吸收峰的是( )(1)HOCH3(2)CH3CH2CN(3) CH3COO C CCH3(4)OH28. 2 分(1687)某化合物的红外光谱在3500~3100cm-1处有吸收谱带, 该化合物可能是( )(1) CH3CH2CN(2) CH3OCH2C CH(3)CH2NH2(4) CH3CO-N(CH3)229. 2 分(1688)试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰, 频率最小的是( )(1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H30. 2 分(1689)已知下列单键伸缩振动中C-C C-N C-O键力常数k/(N·cm-1) 4.5 5.8 5.0吸收峰波长λ/μm 6 6.46 6.85问C-C, C-N, C-O键振动能级之差⊿E顺序为( )(1) C-C > C-N > C-O (2) C-N > C-O > C-C(3) C-C > C-O > C-N (4) C-O > C-N > C-C31. 2 分(1690)下列化合物中, C=O伸缩振动频率最高者为( )COCH 3(1)(2)COCH 3CH 3CH 3CH 3(3)COCH 3CH 3(4)COCH 3CH332. 2 分 (1691)下列化合物中, 在稀溶液里, C=O 伸缩振动频率最低者为 ( )(1)OOH(2)OOHOHOOH(3)OHOHOOH (4)33. 2 分 (1692)羰基化合物中, C=O 伸缩振动频率最高者为 ( )(1) RC ORO(2) R FO(3) R C lC O (4) R B r34. 2 分 (1693)1693下列的几种醛中, C=O 伸缩振动频率哪一个最低? ( ) (1) RCHO(2) R-CH=CH-CHO(3) R-CH=CH-CH=CH-CHO(4)CHO35. 2 分 (1694)丁二烯分子中C=C 键伸缩振动如下: A. ← → ← → CH 2=CH-CH=CH 2 B. ← → → ← CH 2=CH-CH=CH 2有红外活性的振动为 ( ) (1) A (2) B (3) A, B 都有 (4) A, B 都没有 36. 2 分 (1695)下列有环外双键的烯烃中, C=C 伸缩振动频率最高的是哪个? ( )(1)(3)(2)(4)CH 2CH 2CH 2CH 237. 2 分 (1696)一个含氧化合物的红外光谱图在3600~3200cm -1有吸收峰, 下列化合物最可能 的是 ( ) (1) CH 3-CHO (2) CH 3-CO-CH 3 (3) CH 3-CHOH-CH 3 (4) CH 3-O-CH 2-CH 3 38. 2 分 (1697)某化合物的红外光谱在3040-3010cm -1和1670-1620cm -1处有吸收带, 该化合物 可能是 ( )(1)(2)(3)(4)CH 3CH 2OOH39. 2 分 (1698)红外光谱法, 试样状态可以是 ( ) (1) 气体状态 (2) 固体状态(3) 固体, 液体状态 (4) 气体, 液体, 固体状态都可以 40. 2 分 (1699)用红外吸收光谱法测定有机物结构时, 试样应该是 ( ) (1) 单质 (2) 纯物质 (3) 混合物 (4) 任何试样41. 2 分 (1700)试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收 峰强度最大的是 ( ) (1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H 42. 2 分 (1701)一个有机化合物的红外光谱图上在3000cm -1附近只有2930cm -1和2702cm -1处 各有一个吸收峰, 可能的有机化合物是 ( )CHO(1)(2) CH 3─CHO(3) CH CCH 2CH 2CH 3(4) CH 2= CH-CHO 43. 2 分 (1702)羰基化合物中, C=O 伸缩振动频率最低者是 ( ) (1) CH 3COCH 3COCH 3COCO (2)CH CHR(3)(4)44. 2 分 (1703)色散型红外分光光度计检测器多用 ( ) (1) 电子倍增器 (2) 光电倍增管 (3) 高真空热电偶 (4) 无线电线圈 45. 2 分 (1704)红外光谱仪光源使用 ( ) (1) 空心阴级灯 (2) 能斯特灯 (3) 氘灯 (4) 碘钨灯 46. 2 分 (1705)某物质能吸收红外光波, 产生红外吸收谱图, 其分子结构必然是 ( ) (1) 具有不饱和键 (2) 具有共轭体系 (3) 发生偶极矩的净变化 (4) 具有对称性 47. 3 分 (1714)下列化合物的红外谱中σ(C=O)从低波数到高波数的顺序应为 ( )C H 3 C H C H 3 C C l C H 2 C l C C l C H 3 CN H 2 (a ) (b) (c ) (d) O OOO(1) a b c d (2) d a b c (3) a d b c (4) c b a d48. 1 分 (1715)对于含n 个原子的非线性分子, 其红外谱 ( ) (1) 有3n -6个基频峰 (2) 有3n -6个吸收峰(3) 有少于或等于3n-6个基频峰(4) 有少于或等于3n-6个吸收峰49. 2 分(1725)下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是( )(1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的, 非极性分子的各种振动都不是红外活性的(2) 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的(3) 分子的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动(4) 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是50. 2 分(1790)某一化合物以水或乙醇作溶剂, 在UV光区204nm处有一弱吸收带, 在红外光谱的官能团区有如下吸收峰: 3300~2500cm-1(宽而强); 1710cm-1, 则该化合物可能是( )(1) 醛(2) 酮(3) 羧酸(4) 酯51. 3 分(1791)某一化合物以水作溶剂, 在UV光区214nm处有一弱吸收带, 在红外光谱的官能团区有如下吸收峰: 3540~3480cm-1和3420~3380cm-1双峰;1690cm-1强吸收。
Unit 3 GrammarAbility aimsEnable the students to master the present continuous tense expressing futurity. Learning Ability aimsA. Students can use the words freely and express their plans and arrangements in the present continuous tense.B. Students do the practice actively and earnestly so as to fulfill the teaching task and the unit sets.Emotion aimsStudents know more about our hometown, and cultivate their love of Taishan. Teaching important pointsStudents master the important words and the present continuous tense for future actions.Teaching difficult pointsHow to use the words and the present continuous tense for future actions? Teaching methodsExplaining, discussing and practicingTeaching aidsA projector and a computerTeaching proceduresStep 1: Free talk.T: The sports meeting is coming soon. What sports are you taking part in? Are youpreparing for it? What are you doing these days?Step 2: Review and leading inT: look at these 4 sentences on the screen. They are all in present continuous tense. But they express different meanings. Think them over in 30 seconds, and then explain.Next show the sentence, The Browns are leaving for China tomorrow, and lead to the key point of this class——presents continuous expresses future actions.Step 3: Discovering useful structurePay attention to the verbs that use presents continuous expresses future actions. Then make a brief summary.A. leave, go, arrive, stay, come, return, start, have, play, do, take, get, travel, reach, meet, start, begin等表示去向、“移动”概念的动词, 表述已计划好的动作,常用现在进行时表将来。
红外物理与技术参考答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN习题参考答案以下为各章习题解析要点:第1章1-2(1)太阳七色光的热效应;绝对零度。
(2)是很大的数值,不能直接测量;测得的频率数值精度通常比测得的波长数值精度低。
(3)0.75~1000μm;10。
(4)8~12μm或8~14μm;3~5μm。
(5)局部充血,皮温上升。
(6)电阻值;热点。
1-3 红外辐射的波长范围是0.75~1000μm,跨过大约10个倍频程,根据红外辐射在地球大气层中的传输特性,把整个红外辐射光谱区按波长分为四个波段:近红外波段(波长0.75~3μm);中红外波段(波长3~6μm);远红外波段(波长6~15μm);极远红外波段(波长15~1000μm)。
1-4 红外辐射既具有与可见光相似的特性,如反射、折射、干涉、衍射和偏振,又具有粒子性,即它可以以光量子的形式被发射和吸收。
同可见光相比,同时具有独有特性:(1)必须用对红外辐射敏感的红外探测器才能探测到;(2)红外辐射的光量子能量比可见光的小;(3)红外辐射的热效应比可见光要强得多;(4)红外光谱区比可见光谱区含有更丰富的内容;(5)红外辐射更容易被物质所吸收。
1-5 红外物理与红外技术所研究的内容不同,它们是相互联系、相互依存、相互融合的,二者之间的关系既紧密联系又相互区别。
1-6 如:红外制导;红外夜视;红外通信;红外预警;隐身藏匿武器探测;红外对抗等。
1-7 如:红外测温;红外遥控;红外医疗;红外遥感;红外辐射加热;红外光谱技术;红外故障诊断;红外灾害观测;建筑物检测等。
第2章2-1 辐射能: 以电磁波的形式发射、传输或接收的能量,用Q 表示,单位是J ;辐射强度:描述点辐射源的辐射功率在空间不同方向上的分布特性; 辐射照度:指被照表面的单位面积上接收到的辐射功率,用E 表示; 光子辐射强度:光源在给定方向上的单位立体角内所发射的光子通量,用p I 表示;光子辐射照度:指被照表面上某一点附近,单位面积上接收到的光子通量,用p E 表示。
2-2(1)扩展源辐射特性;辐射功率;M 。
(2)扩展源;源表面;面密度。
(3)扩展源辐射特;单位投影面积;单位立体角;L 。
2-3 解: ()sr 01.05.00025.022==∆≈∆l S Ω (W)025.001.05.2=⨯=∆=∆ΩI P2-4 解:辐射功率P 与辐射通量Φ混用。
辐射强度对整个发射立体角Ω的积分,即P d I ΩΩ=⎰对于各向同性的辐射源,I 等于常数,则得2P I π=,得W/sr 102==πPI 。
2-5 解:(1)灯正下方照度:2210016.8cd/m 2.44I E d === (2)房屋一角照度:AB 2.931m == 2222m 5466.14AC AB BC =+=6401.0BCACcos ==θ 则: 22100cos 0.64018 4.4cd/m 14.5466I E d θ==⨯= 2-6 解: 位置(1):21l A Ωd =∆,1cos cos()12πθ==,2111cos lA LA A ΩL P s d s =∆=∆θ 位置(2):22l A Ωd =∆,21cos cos cos l l θθθ==,θθcos 1cos 2222l A LA A ΩL P s d s =∆=∆ 位置(3):23cos l A Ωd θ=∆,31cos cos cos l l θθθ==,2333cos l A LA A ΩL P s d s =∆=∆θ 位置(4):224)(cos l A Ωd θ=∆,41cos cos cos l l θθθ==,θθcos cos 2444l A LA A ΩL P s d s =∆=∆ 位置(5):225)(cos l A Ωd θ=∆,51cos cos cos l l θθθ==,22555)(cos cos θθlA LA A ΩL P s d s =∆=∆ 2-7 解: 2,4vv R RE A R A Φπ==太阳向全空间发出的光通量:24v v R E Φπ=太阳的光亮度:2cos r L A ννΦΩθ∂=∂∂由于各向同性,且cos 1θ=,2224()4444v v v v r R E E R L A r rΦπππππ===⋅,则: )(cd/m 1065.3107.0105.1410428291122⨯≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππr R E L vv如果只考虑太阳的可见光部分,可以估算其辐射亮度。
太阳辐射的峰值在可见光区,可见光区的中心大约在波长0.58微米处,87.0μm)58.0(=V 。
假设在可见光区,光谱光视效率的平均值 87.0=V ,VL K L m v =,lm/W 683=m K ,则有:8523.6510 6.110(W/sr m )6850.87V m L L K V ⨯==≈⨯⋅⨯ 2-8 解:(1)光源置于桌子上方2.00m 时。
辐射照度:290(lx)IE d == 发光强度:2360(cd)I Ed ==(2)当把光源置于桌子上方3.00m 时。
桌子中心的照度:236040(lx)9I E d === 桌子边缘距光源的距离229110(m )d =+=,则cos 0.948θ=≈,可得:2cos 34.153(lx)IE d θ== 2-9 解:根据题意,辐射源被认为是扩展源。
光学系统接收的辐射功率为:222(/2)(/2)s s D P AM d D =+2222(/2)4(/2)s s D D M d D π=⨯⨯+ 224220.30.311040.31800π⨯=⨯⨯⨯+ 51.96310W -=⨯2-10 解:设在B 点处的接收面积为B ,通过的辐射通量为:θθθθcos )cos /(cos cos 2A dB LΩA L p =∆= 在B 点的辐照度为:42(cos )P L AE B d θ==把B 点所在平面按逆时针方向旋转,辐照度先增大后减小。
2-11 证明:圆盘目标的辐射照度为2sI P l ρ=,等效辐射出射度为s M I ρ=,进而将圆盘目标视为扩展源,则系统接收目标反射的辐射功率为:22220012244s D R D I R P M l l R lππρ=≈+ 2-12 解:朗伯辐射面在距中心l 处的辐通量:2ΔΩΔS=L 44R P L ππ=⨯⨯辐照度为:222221644()()P L R LR E A R l R l πππ===++2-13 证明:因为ΔP I Ω=,且⎰--=-==∆=∆R Rl l d d r S Ω0222)1(2)cos 1(2sin πθπϕθθ,所以:ΔΩ=2π(1P I I =-2-14 解:设在距A 为x 的点处两点辐射源产生辐射照度相等,由电辐射源辐射强度与辐射照度之间关系式211cos xI E θ=和222)(cos x l I E -=θ可知,当21E E =时,有:x =第3章3-1(1)热辐射:物体由于具有温度而辐射电磁波的现象,是自然界中普遍存在的现象,它不依赖任何外界条件而进行。
(2)辐射效率:辐射源发射的辐射通量(功率)与消耗功率之比。
(3)辐射对比度:指目标和背景辐射出射度之差与背景辐射出射度之比。
(4)灰体:物体在任何温度下所有各波长的辐射强度与绝对黑体相应波长的辐射强度比值不变。
3-2(1)化学发光;光致发光;电致发光;热辐射。
(2)紫外光;可见光;红外光;毫米波。
(3)其温度的4次方;其绝对温度的3次方。
(4)黑体;灰体;朗伯体。
3-3黑体(或绝对黑体)是指在任何温度下都能够全部吸收任何波长入射辐射的物体。
黑体辐射的规律包括:(1)黑体的光谱辐射出射度随波长连续变化,且每条曲线只有一个极大值,极大值的连线近似一条直线;(2)光谱辐射出射度曲线随黑体温度的升髙而整体提髙;(3)每条光谱辐射出射度曲线彼此不相交,故温度越高,在所有波长上的光谱辐射出射度也越大;(4)随着温度的升高,黑体的辐射中包含的短波成分所占比例在增大;(5)黑体的辐射只与黑体的绝对温度有关。
3-4物体的发射率(也称为比辐射率)是指该物体在指定温度T时的辐射量与同温度黑体相应辐射量的比值。
该值越大,表明该物体的辐射与黑体辐射越接近。
其规律包括:(1)不同类物体的发射率不同;(2)金属的发射率较低,但它随温度的升高而增高,且当表面形成氧化层时,可以成10倍或更大倍数地增高;(3)非金属的发射率较高,一般大于0.8,且随温度的增加而降低;(4)金属及其它非透明材料的辐射,一般发生在表面几微米内,因此发射率是表面状态的函数,而与尺寸无关;(5)介质的光谱发射率随波长的变化而变化。
在红外区域,大多数介质的光谱发射率随波长的增加而降低。
3-5黑体辐射包括:(1)基尔霍夫定律:在热平衡条件下,物体的辐射出射度与其吸收率的比值等于空腔中的辐射照度,这与物体的性质无关。
物体的吸收率越大,则它的辐射出射度也越大,即好的吸收体必然是好的发射体;(2)普朗克辐射定律:该定律揭示了黑体辐射光谱的分布,波长范围包括紫外光、可见光、红外光和毫米波;(3)维恩位移定律:黑体光谱辐射出射度峰值对应的峰值波长m λ与黑体的绝对温度T 成反比。
3-6 解:由斯蒂芬-波尔兹曼公式有(辐射出射度)4T R T σ=和维恩公式b T m =λ得:44mT σb R λ=已知=T R 25cm W 1045.3⨯,k m 1090.23⋅⨯=-b ,)(428k m /w 1067.5⋅⨯=-σ得:nm 1085.14m ⨯=λ3-7 解: )(428k m /w 1067.5⋅⨯=-σ由斯蒂芬-波尔兹曼公式4T σT R =得辐射出射度增加了:==T2T T -R R )Δ(R 1)T σ(T 4241-=24m /W 10598.1⨯则功率增加了:W 2385=⨯=S )Δ(R ΔP T3-8 解:C 25︒=25+273=298K ,则全辐射出射度为:)m W (104742981067522484⨯=⨯⨯==-..σT M由吸收率为0.4可得发射率为0.6则:)m /W (1068.2106.0224-⨯=÷⨯=M M t3-9 解:(1) )(428k m /w 1067.5⋅⨯=-σ由斯蒂芬-波尔兹曼公式4T σT R =得辐射出射度:220W/m 1067.5⨯=T R()312820mJ 1056.71067.5444⨯=⨯⨯===R L w T π(2)(3)由维恩公式b T m =λ,k m 1090.23⋅⨯=-b ,得:m 109.210-⨯==Tbm λ 3-10 解:已知)(428k m /w 1067.5⋅⨯=-σ,由斯蒂芬-波尔兹曼公式4T σT R =得辐射出射度为:22m /W 1059.4⨯=T R则0.0459W =⋅=S R P T ,一分钟消耗的能量为:J 754.2==Pt W每分钟消耗的液氮g 1097.0=M 。