一、设备名称：傅立叶变换红外-拉曼光谱联用系统 数量： 1套

傅立叶红外光谱的基本原理傅立叶红外光谱是一种常用的分析技术，可用于物质的结构、成分、功能等方面研究。

本文将介绍傅立叶红外光谱的基本原理。

傅立叶变换原理：在物理学中，傅立叶变换是一个重要的数学工具，可将一个信号分解为其频率组成的成分。

傅立叶变换有一个重要的定理：一个连续的函数f(x)可以分解为一个无限序列的正弦和余弦波，它们的频率相等但幅度和相位不同。

这个定理被称为傅立叶累积定理。

光谱：光谱是许多不同波长的光以一定顺序排列的结果，通常用于分析物质的结构和成分。

光谱可以分为许多类型，如紫外-可见光谱、震荡光谱、拉曼光谱和红外光谱。

傅立叶红外光谱：红外光谱是一种光谱，在红外区域（4000-400 cm-1）内测量光的吸收或反射，被用于识别有机和无机材料、确定它们的化学结构和组成。

傅立叶红外光谱（Fourier Transform Infrared, FTIR）是一种常见的红外光谱技术，它使用傅立叶变换技术将原始的时域信号转换为频域信号。

1. 仪器部件FTIR光谱仪主要由光源、样品室、光学获取系统、干涉仪和探测器组成。

光源通常使用红外辐射源，样品室是用于放置样品的密闭舱室。

光学获取系统通常使用凸透镜或反射镜收集被样品吸收、散射、反射后的光束，转换成光学信号并送入干涉仪。

干涉仪主要包括一组分束器和一组反射镜，用于将样品光与基准光一起通过一个干涉仪的方式来获取光学信号。

探测器则用于检测干涉仪的光学信号并转换成电学信号。

2. 工作流程对于所需分析的样品，在样品室中放置一小量。

光源发出红外辐射，通过样品室中的样品，样品吸收部分红外辐射并反射部分红外辐射。

通过光学获取系统收集反射的、吸收的、散射的光，并将其送入干涉仪。

干涉仪通过干涉的方式获取光学信号，并将其转换成电学信号。

探测器接收电学信号并记录在光谱图中。

3. 数据处理数据处理之前需要进行配准，即干涉仪产生的干涉图像作为参考点。

然后需要经过傅立叶变换将时域信号转换成频域信号，并进行谱峰分析，即对谱图中各个峰进行处理分析。

拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用：拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。

这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。

这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。

（一）含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。

在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。

由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。

因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。

目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。

c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。

这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。

（三）拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。

此外1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。

拉曼光谱――羟基鉴定法00光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射.弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应。

拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源与分子的振动和转动。

其谱线数目、位移值和谱带强度等直接反映了分子的构成及构象信息。

拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。

拉曼光谱技术的优越性拉曼光谱技术是一种分析技术,由于它能够获得物质的分子信息而被应用于文物的分析中,特别是拉曼光谱作为无损的分析方法,最适合应用于文物的原位分析。

a.定性分析:不同的物质具有不同的特征光谱，因此可以通过光谱进行定性分析。

b.结构分析:对光谱谱带的分析,又是进行物质结构分析的基础。

c.定量分析:根据物质对光谱的吸光度的特点,可以对物质的量有很好的分析能力。

d.提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量e.因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。

这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。

而且，拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面积的样品。

什么是羟基:羟基是由氢和氧两种原子组成的一价离子团(-OH)，即氢氧根。

中国化学家借用汉字羟表示(-OH)。

"羟"字中左边的羊表示氧，右边的表示氢，读音取氢(qing)之qi，取氧(yang)之韵母ang，合起来念-"抢"。

羟基在高温下不稳定，在常温、常压地表环境下是稳定的，其在陶瓷釉面中的含量与陶瓷烧造出窑时间成正比关系。

羟基是鉴定古陶瓷真伪的定性、定量物质。

羟基鉴定方法原理:(一)陶瓷在烧造过程中会发生一系列的物理和化学变化。

ICP仪器及分析仪器详细分类介绍ICP仪器及分析仪器详细分类介绍原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。

原子发射光谱法包括了三个主要的过程，即：由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射；将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱；用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。

由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可对样品进行定性分析；而根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的定量测定。

原子吸收光谱法是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法，这种方法根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。

它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。

3.1.1 原子吸收光谱法的优点与不足<1> 检出限低，灵敏度高。

火焰原子吸收法的检出限可达到ppb级，石墨炉原子吸收法的检出限可达到10-10-10-14g。

<2> 分析精度好。

火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可<1%，其准确度已接近于经典化学方法。

石墨炉原子吸收法的分析精度一般约为3-5%。

<3> 分析速度快。

原子吸收光谱仪在35分钟内，能连续测定50个试样中的6种元素。

<4> 应用范围广。

可测定的元素达70多个，不仅可以测定金属元素,也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物。

<5> 仪器比较简单，操作方便。

<6> 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。

3.1.2 原子吸收光谱的发展历史第一阶段原子吸收现象的发现与科学解释早在1802年，伍朗斯顿(W.H.Wollaston)在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。

傅里叶红外光谱的原理及应用一、傅里叶红外光谱的原理- 傅里叶红外光谱仪的主要组成部分有红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统等。

- 傅里叶红外光谱仪的工作原理是利用迈克尔逊干涉仪产生不同波长的红外光束，通过分束器将光束分为两路，一路反射到固定镜，另一路反射到可移动镜，然后再汇合到探测器上，形成干涉图。

- 干涉图是时间域的信号，表示不同时间下的光强变化，通过傅里叶变换，可以将时间域的信号转换为频率域的信号，即红外光谱图，表示不同波数下的吸收强度变化。

- 红外光谱图反映了样品中分子的振动信息，不同的化学键和官能团有不同的振动频率，因此可以根据红外光谱图的特征峰来鉴定或定量样品中的化合物。

二、傅里叶红外光谱的应用- 傅里叶红外光谱是一种广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、材料科学、环境科学等领域的分析方法，具有快速、灵敏、准确、无损等优点。

- 傅里叶红外光谱可以用来鉴定未知物质的结构，通过与已知物质的红外光谱进行对比，或者利用数据库和专家系统进行搜索，可以确定未知物质的类型、组成和官能团。

- 傅里叶红外光谱也可以用来定量分析物质的含量，通过建立标准曲线，或者利用比尔定律，可以根据红外光谱图的吸收峰的面积或高度来计算物质的浓度或含量。

- 傅里叶红外光谱还可以用来研究物质的性质和反应机理，通过观察红外光谱图的变化，可以了解物质的晶型、相态、取向、键合、构象、立体化学、氢键、分子间作用等信息，以及物质在不同条件下的反应过程和产物。

三、傅里叶红外光谱的优缺点- 傅里叶红外光谱的优点有：- 扫描速度快，分辨率高，可以在短时间内获得高质量的红外光谱图。

- 光通量大，灵敏度高，可以检测微量的样品，甚至单个分子。

- 光谱范围宽，测量精度高，可以覆盖远红外、中红外和近红外的波段，可以测量不同类型的样品。

- 采样方式多样，可以使用透射、反射、衰减全反射、光纤、显微镜等不同的采样技术，适应不同形态和状态的样品。

光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为喇曼效应。

喇曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从喇曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。

用虚的上能级概念可以说明了喇曼效应:（图）原理设散射物分子原来处于基电子态，振动能级如图所示。

当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态（Virtual state），虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。

设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。

因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为喇曼线。

在喇曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。

附加频率值与振动能级有关的称作大拉曼位移，与同一振动能级内的转动能级有关的称作小拉曼位移：大拉曼位移：(为振动能级带频率)小拉曼位移：(其中B为转动常数)简单推导小拉曼位移：利用转动常数转动能级能级的选择定则为：所以有即（图）拉曼光谱拉曼散射光谱具有以下明显的特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。

c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。

这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。

简单解释：按照波尔兹曼分布律，处于激发态的分子数与处于正常态分子数之比是：其中g为该状态下的简并度，对于振动态，而所以，。

可以解释：温度升高，反斯托克斯线的强度迅速增大，斯托克斯线强度变化不大转动能级中，所以，由于较低和较高的转动态都有显著的布居，所以小拉曼位移两组谱线(反斯托克斯线，斯托克斯线)强度差不多。

ＦＴＩＲ和Ｒａｍａｎ光谱技术的进展李琼瑶（公安部物证鉴定中Ｇ北京１０００３８）摘要本文报道了傅里叶变接虹外光谱、傅里叶变换拉王光谱、虹外显靛镜和显擞拉王光谱技求的特点与进展。

关■调傅里叶变换虹外光｛．（Ｐ｝ｌＲ）、傅里叶变换拉曼光谱、虹外卫擞镜、显擞扯王光．ｉ．技求。

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聊ａｎｄｍｉｃｒｏＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒａｓｃｏｐｙａｒｅｔｅｖｉｅｗ矗，１０ｒｄｅｆｅｎｃｅｓａｒｅｃｉｔｅｄＫ町－ｏ曲ｎＩＲ、ＦＴ－Ｒａ士ｎａｎ、ｌｎｆ士ａｒｅｄｍｉｃｒｏｓｃ，ａｐｅ．ｍｉｃｒｏＲａｍｎａｐｅｃｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．１前言２红外光谱与拉曼光谱的特点２０世纪初，考勃伦兹首次获得了红外光谱并对红外吸收的特征频率进行了研究分析。

同世纪２０年代初。

斯梅卡尔【１］发现了光的综合散射效应，１９２８年印度科学家拉曼【２Ｊ和苏联学者拉德斯别格各自独立地用实验证实了散射效应（后称之为拉曼效应）．其主要原理是：当用单色光照射物质时，会产生与人射光波长相同的舶ｙｌｅｉｇｈ散射线，同时还产生一系列波长大于和小于入射光波长的散射线。

这是拉曼光谱的基础。

６０年代，能提供单色光源的激光器出现．使激光拉曼光谱仅的研制工作获得了重要进展，１９６４年ｃＩｍⅡｙ等人［３１的研究成果证明了用傅里叶变换（ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓ．ｆｏｒｍ）技术获得拉曼光谱的可行性。