第一章 光谱学基础知识
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民爆公司安全培训讲义
第一章 炸药基础知识
第一节 炸药的本质
1.炸药的定义:凡是能发生化学爆炸的物质都称作炸药。从这个意义上讲,起爆药、猛炸药、火药、烟火剂都属于炸药的范畴。
2.分类:
1)按作用分
a.起爆药 如:火帽、雷管等。
b.猛炸药 单质猛炸药有梯恩梯、黑索今、太安、六硝基芪等;混合猛炸药有铵梯炸药、按油炸药、乳化炸药、水胶炸药等。
c.火药 包括黑火药、无烟火药或溶塑火药、硝化棉火药和硝化甘油火药等。
d.烟火剂 包括照明剂、信号剂、曳光剂、燃烧剂及烟幕剂等,延期雷管中的延期药就属于烟火剂范畴。
2)按组份分类
a.单质炸药 又称爆炸化合物。是一种化合物,有明确的分子结构,常用的有梯恩梯、黑索今、太安、奥克托今等。
b.混合炸药 又称爆炸混合物。它本身是一种混合物,是由两种以上化学性质不同的组份组成的混合物。混合炸药有气态、液态和固态几种形式,种类繁多,不一一介绍。
3)按应用领域分 常分为军用炸药和民用炸药。军用炸药是指应用于军事目的的炸药;民用炸药是指应用于民用目的的炸药。民用炸药在我国又称为工业炸药。
3.炸药的本质
炸药的本质是组成炸药的物质,其本身既含有氧化剂,又含有可燃剂。在未被激发的状态时是一种亚稳性含能物质,在受激发后表现出强自行活化性质和自供养性质。(所以,炸药起火燃烧不能用沙土覆盖、干粉灭火器,而要用水来扑救的原因所在。)
4.炸药的燃烧
炸药在许多条件下(遇明火、受潮、静电、摩擦等)都可以产生燃烧现象,它与一般物质的燃烧有着本质的区别:一般物质的燃烧,外界必须要供给氧气或其他助燃气体,决定燃烧速度的主要因素之一是供氧情况;而炸药的燃烧则是一种可以自行传播的剧烈的化学反应,由于炸药的自身含有氧,因而不需要外界供给助燃气体,它可以在隔绝空气的情况下燃烧,燃烧的速度很快,有的还非常迅速,并可以转变为爆燃或爆轰。
第二节 民用爆炸物品的基本特征
1.工业雷管
红外光谱分析及FTIR基础知识
第⼀章 红外光谱的基本原理l—1 光的性质
光是⼀种电磁波,它在电场和磁场⼆个正交⾯内波动前进.⼆个波峰或波⾕之间的距离为波长,以“ λ”表⽰。
电磁波包括波长短⾄0.1纳⽶的x射线到长达106厘⽶的⽆线电波.其中波长为0.75微⽶到200微⽶,即从可见光区外延到微波区的⼀段电磁波称红外光.红外光通常以微⽶为单位(µm).1微⽶等于10-4厘⽶(1µm=10-4cm),因此,红外光波长以厘⽶为单位时,其倒数就是1厘⽶内的波数(ν),所以波数的单位ν是厘⽶-1(cm-1).红外光既可以波长(λ),也可以波数(cm-1)表⽰,⼆者关系如(1-1)式所⽰:ν(cm-1)=104/λ(µm) (1-1)
由于光的能量与频率有关,因此红外光也可以频率为单位.频率(f)是每秒内振动的次数.频率、波长和波数的关系是,f=c/λ=ν*c (1—2)
式中:c为光速,是常数(3×1010厘⽶秒); λ是波长(微⽶);f是频率(秒-1);ν是波数(厘⽶-1).
由于波数是频率被⼀个定值(光速)除的商值,因此红外光谱中常将波数称为频率.
光既有波的性质,⼜有微粒的性质.可将⼀束光看作⾼速波动的粒⼦流,最⼩单位为光⼦.根据爱因斯坦—普朗克关系式,⼀定波长或频率的单⾊光束中每个光⼦具有能量E,E=hf=hcν=hc/λ (1—3)
式中:h为普朗克常量,等于6.63×10-34焦⽿·秒.
按(1.3)式可以算出波长2µm(5000厘⽶-1)的红外光⼦能量为6.63×10-34 (焦⽿·秒)x3x1010/2x10-4厘⽶=9.95x10-20焦⽿.
同理波长l0微⽶(1000厘⽶-1)的红外光⼦的能量仅1.99×10-20焦⽿.可见波长短,能量⼤.波长长,能量⼩.1-2 分⼦光谱的种类
有机分⼦同其他物质⼀样始终处于不停的运动之中。分⼦在空间⾃由移动需要的能量为移动能.沿重⼼轴转动的能量为转动能,约0.1—0.00l千卡/摩.⼆个以上原⼦连接在⼀起,它们之间的键如同弹簧⼀样振动,所需能量为振动能,约5千卡/摩.此外分⼦中的电⼦从各种成键轨跃⼊反键轨所需能量为电能,约100千卡/摩.
第1章 衍射光栅:刻划型和全息型
衍射光栅由下列两种方法制成:一种是用带钻石刀头的刻划机刻出沟槽的经典方法,另一种是用两束激光形成干涉条纹的全息方法。(更多信息详见Diffraction Gratings Ruled & Holographic Handbook).
经典刻划方法制成的光栅可以是平面的或者是凹面的,每道沟槽互相平行。全息光栅的沟槽可以是均匀平行的或者为优化性能而特别设计的不均匀分布。全息光栅可在平面、球面、超环面以及很多其他类型表面生成。
本书提到的规律、方法等对各类不同表面形状的经典刻划光栅和全息光栅均适用,如需区分,本书会特别给出解释。
1.1 基础公式
在介绍基础公式前,有必要简要说明单色光和连续谱。
提示:单色光其光谱宽度无限窄。常见良好的单色光源包括单模激光器和超低压低温光谱校正灯。这些即为大家所熟知的“线光源”或者“离散线光源”。
提示:连续谱光谱宽度有限,如“白光”。理论上连续谱应包括所有的波长,但是实际中它往往是全光谱的一段。有时候一段连续谱可能仅仅是几条线宽为1nm的谱线组成的线状谱。
本书中的公式适用于空气中的情况,即m0=1。因此,l=l0=空气中的波长。
定义 单位
α - (alpha) 入射角 度
β - (beta) 衍射角 度
k - 衍射阶数 整数
定义 单位
n - 刻线密度 刻线数每毫米
DV - 分离角 度
µ0 - 折射率 无单位
λ - 真空波长 纳米
λ0 - 折射率为 µ0介质中的波长
其中λ0 = λ/µ0
1 nm = 10-6 mm; 1 mm = 10-3 mm; 1 A = 10-7 mm
最基础的光栅方程如下:
(1-1)
在大多数单色仪中,入口狭缝和出口狭缝位置固定,光栅绕其中心旋转。因此,分离角DV成为常数,由下式决定,
第二章 红外光谱
一、判断题
[1] 红外光谱不仅包括振动能级的跃迁,也包括转动能级的跃迁,故又称为振转光谱。(√)
[2] 同核双原子分子N≡N、Cl-Cl、H-H等无红外活性。(√)
[3] 由于振动能级受分子中其他振动的影响,因此红外光谱中出现振动耦合谱带。(√)
[4] 确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。(×)
[5] 对称结构分子,如H2O分子,没有红外活性,水分子的H-O-H对称伸缩振动不产生吸收峰。(×)
[6] 红外光谱图中,不同化合物中相同基因的特征频率峰总是在特定波长范围内出现,故可以根据红外光谱图中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。(√)
[7] 不考虑其他因素的影响,下列羰基化合物υc=0伸缩频率的大小顺序为:酰卤>酰胺>酸>醛>酯。(×)
[8] 醛基中υC=H伸缩频率出现在2720cm-1。(√)
[9] [
[10] 红外光谱与紫外光谱仪在构造上的差别是检测器不同。(×)
[11] 当分子受到红外光激发,其振动能级发生跃迁时,化学键越强吸收的光子数目越多。(×)
[12] 游离有机酸C=O伸缩振动υc=0频率一般出现在1760cm-1,但形成多聚体时,吸收频率会向高波数移动。(×)
[13] 醛、酮、羧酸等的羰基的伸缩振动在红外光谱中的吸收峰频率相同。(×)
[14] 红外吸收峰的数目一般比理论振动数目少,原因之一是有些振动是非红外活性的。(√)
[15] 红外光谱的特点是一方面官能团的特征吸收频率的位置基本上是固定的,另一方面它们又不是绝对不变的,其频率位移可以反映分子的结构特点。(√)
[16] Fermi共振是一个基频振动与倍频(泛频)或组频之间产生耦合作用。(√)
二、选择题(单项选择)
[1] 红外光可引起物质的能级跃迁是( C)。
]
A. 分子的电子能级的跃迁,振动能级的跃迁,转动能级的跃迁;
B. 分子内层电子能级的跃迁;
C. 分子振动能级及转动能级的跃迁;