红外气体分析仪之电磁辐射波谱和吸收光谱法

一、电磁辐射及其波谱

(1)电磁辐射

电磁辐射是以极快速度通过空间传播的光量子流，是一种能量的形式。电磁辐射具有波动性与微粒性，其波动性表现为辐射的传播以及反射、折射、散射、衍射、干涉等，可用传播速度、频率、波长等参量来描述；其微粒性表现为，当其与物质相互作用时引起辐射的吸收、发射等，可用能量来描述。电磁辐射的波动性与微粒性用普朗克方程式联系起来。

(2)电磁辐射波谱

若按频率、波长或能量的大小顺序，把电磁波排列起来，便成为一个电磁波谱，不同波段的电磁波，产生的方法和引起的作用各不相同，因而出现了各种波谱分析方法。

二、吸收光谱法

(1)吸收光谱法的定义

吸收光谱法是波谱分析法中的一种。电磁辐射与物质相互作用时产生辐射的吸收，引起原子、分子内部量子化能级之间的跃迁，测量辐射波长或强度变化的一类光学分析方法，称为吸收光谱法。

吸收光谱法的另一个定义是：基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸收光谱法，也称为吸光光度法。包括紫外可见分光光度法、红外吸收光谱法等。

(2)吸收光谱法的作用机理

由物理学中可知，分子由原子和外层电子组成。各外层电子的能量是不连续的分立数值，即电子是处在不同的能级中。分子中除了电子能级之外，还有组成分子的各个原子间的振动能级和分子自身的转动能级。

（3 ）特征吸收波长

红外气体分析仪在近红外和中红外波段，红外辐射能量较小，不能引起分子中电子能级的跃迁。