光谱表征（光谱表征技术）

2023-09-07 阅读 11 评论 0

摘要：今天给各位分享光谱表征的知识，其中也会对光谱表征技术进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！拉曼光谱是侧重表征物质什么特征的拉曼（Raman）光谱作为现代物质分子结构研究的重要方法之一，被广泛应用于物质微结构的研究，其主要是通过拉曼位移(拉曼振动频率)Δv来确定物质的结构。它提供的结构信息是关于分子内部各种简正振动频率及有关振动能级的情况，从而可以用来鉴定分子中存在的

今天给各位分享光谱表征的知识，其中也会对光谱表征技术进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

拉曼光谱是侧重表征物质什么特征的

拉曼（Raman）光谱作为现代物质分子结构研究的重要方法之一，被广泛应用于物质微结构的研究，其主要是通过拉曼位移(拉曼振动频率)Δv来确定物质的结构。它提供的结构信息是关于分子内部各种简正振动频率及有关振动能级的情况，从而可以用来鉴定分子中存在的官能团，进而进行分子结构的识别。拉曼位移就是分子振动或转动频率，它与入射线频率无关，而与分子结构有关，这就是拉曼效应的基本内涵，也就是通过对物质（包括岩石矿物等）的拉曼光谱的测定能够鉴定和研究物质分子基团结构的基本原理。每一种物质有自己的特征拉曼光谱，拉曼谱线的数目、位移值的大小和谱带的强度等都与物质分子振动和转动能级有关。又来分析矿物时要先注意其特征峰的变化，来分析内部结构的变化。例子嘛，具体问题具体分析喽！

光谱分析研究是研究热点吗

当前，水光谱组学仍是一个研究热点，南开大学韩丽博士通过近红外光谱开展了水的氢键结构分析，充分利用水分子不同振动形式产生的近红外光谱信号来获得丰富的水结构信息。暨南大学的潘涛教授基于水光谱组学构建了一种多光程测量的多模态光谱融合建模方法，借鉴博弈论概率分析的思想提出了近红外光谱模式识别的一种模型补偿（Compensating）和投票（Voting）的策略。以血清乳腺癌与正常对照的二分类判别和饮用水三分类判别为例，进一步说明了模型融合方法取得明显优于单个模型的判别效果。山东大学的李连副研究员开展了以水为探针的无标记近红外光谱表征研究，通过利用氢键相互作用规律，揭示复杂体系下物质的关键分子的特异性识别、结构转化机制等，为近红外在溶液体系下的低含量物质表征提供新的分析策略。

q值的光学谐振腔

一个光学谐振腔的质量用品质因数Q来描述的，Q是衡量光学谐振腔的储能（光能）和选择频率的能力。Q值的定义公式是：Q=2πν(E2/E1)。

式中，v为腔的谐振频率，E2为腔内存储的能量，E1为每秒损耗的能量。腔内存储的能量越多，或者每秒损失的能量越少，谐振腔的质量越好，即品质因素Q的值越高。

通常，Q的定义式没有实际操作的意义。光学实验的光谱表征中，常用：

其中是无源谐振腔的透射光谱谐振峰半高宽，是谐振峰的中心频率。通常，腔体积越大，对光束能量反馈越高，Q就越高。

需要注明的是，同一个光学谐振腔，对不同的波长有不同的Q。因为考虑到增益介质的吸收，不同波长的光，在不同的泵浦条件下，在谐振腔内的损耗不同。类似的，通过调节激光器谐振腔的Q（加入声光衍射光栅，或者电光晶体等），人们发明了调Q技术，以产生超短脉冲，高能量的激光。这一技术产生了超快光学这一分支。

矿物发射光谱特征

发射率光谱是表征物体向周围环境辐射能力的物理量，矿物岩石发射率光谱与其成分及结构有关，是矿物晶格中原子基团各种振动的反映，热红外波段发射率光谱特征与晶格中原子基团的基频振动有关。

前述的可见光与近红外区反映的是矿物的反射光谱特征，在此区间的矿物光谱主要表现为过渡元素 ( 如 Fe，Mn，Cu，Ni，Cr) 的电子过程，而一些造岩矿物，如硅酸盐、碳酸盐、氧化物、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氢氧根等矿物在该波段都没有明显的光谱特征。热红外遥感正好弥补这一缺陷，它能很好地探测 SinOk，SO4，CO3，PO4等原子基团基频振动及其微小变化，从而很容易区分识别硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氧化物、氢氧化物等矿物。

图 7-6 为矿物大类代表性的光谱曲线，由图可知，各矿物大类的光谱差异较大，容易区分识别。如碳酸盐在 6. 7 μm 表现出特征性吸收，但是此特性位于大气窗口 ( 8 ～14 μm) 之外，因此它不能被遥感使用; 相反在 11. 3 μm 处的弱吸收特征有可能被探测到。硫酸盐类在8. 7 μm 和16 μm 处有明显的吸收特征; 硅酸盐类在8. 3 ～12 μm，16. 7 ～25 μm，磷酸盐类在 8. 7 ～ 10 μm，有明显的吸收波段区间; 卤化物类在 6. 7 ～ 8. 7 μm，氧化物类在 12. 5 ～25 μm 均有宽缓的吸收特征。

图 7-6 矿物大类发射率光谱曲线

值得注意的是，在众多具有发射光谱特征的矿物中，SiO2是地壳的主要成分，其含量是地质体分类及分析其成因演化的重要化学参量，因此在遥感地质应用中，人们一直努力寻找光谱特征与矿物岩石 SiO2含量的相关关系，并以此作为 SiO2含量遥感定量反演的依据。Si—O 键在可见光、反射红外波段 ( 0. 4 ～ 2. 5 μm) 没有光谱特征，而在热红外大气窗口 ( 8 ～12 μm) 有强烈的基频振动。研究表明，岩石矿物 SiO2含量与发射光谱有一定对应关系。Lyon ( 1965) 研究了 25 个岩浆岩样品 ( 从酸性至超基性)的发射光谱吸收特征位置及其与 SiO2含量的关系，发现随着 SiO2含量增加，发射光谱吸收特征会向短波方向偏移 ( 图 7-7) 。例如，酸性花岗岩在 8. 8 μm 处，中性安山岩在9. 6 μm 处，基性玄武岩在 10. 4 μm 处，超基性纯橄岩在 10. 7 μm 处，随着 SiO2含量的减少，最小发射率值对应的波长将随之增大，因此可以利用热红外遥感进行岩浆岩的解译。