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波譜法,物質在光的照射下,引起分子內部某種運動,從而吸收或散射某種波長的光,將入射光強度變化或散射光的信號記錄下來,得到一張信號強度與光的波長或波數(頻率)或散射角度的關係圖,用於物質結構、組成及化學變化的分析。

1 波譜法 -波譜法及其應用

  物質在光(電磁波)的照射下,引起分子內部某種運動,從而吸收或散射某種波長的光,將入射光強度變化或散射光的信號記錄下來,得到一張信號強度與光的波長或波數(頻率)或散射角度的關係圖,用於物質結構、組成及化學變化的分析,這就叫波譜法。

  在十九世紀五十年代,開始應用目視比色法。不久發現了Beer定律。十九世紀末開始了紅外和紫外光譜測定。二十世紀,科學技術發展,儀器性能大大提高,實驗方法不斷改進和革新。特別是計算機的應用,使波譜法得到了突飛猛進的發展。

  經典的化學分析去確定物質的分子量、分子式和結構式是很困難的。例如嗎啡從鴉片中提出來到最後確定其結構大約用了150年的時間。

  現代的波譜法不僅可以確定分子量、分子式、結構式,還可以使用X射線衍射法,特別是使用單晶衍射儀,測定晶體的X射線衍射圖,從而進一步確定分子中鍵長、鍵角等結構參數。

  各種波譜法原理不同,其特點和應用也各不相同。每種波譜法也都有其適用範圍和局限性。在使用時應根據測定的目的、樣品性質、組成及樣品的量選擇合適的方法,在很多情況下要綜合使用多種波譜法才能達到目的。

2 波譜法 -電磁波的性質

  從量子觀點看,光是由一個個光子組成。每個光子具有能量:光同時具有波動性和微粒性。 E=hυ=hc/λ=hc h為普朗常數,C為光速, υ為頻率, E為波數(單位可用cm-1,波數-每cm波中波的個數)。

  從波動觀點看,光是電磁波。電磁波具有兩個相同位相、互相垂直、又垂直於傳播方向的振動矢量,即電場強度(又叫電矢量和光矢量)和磁場強度(磁矢量)。

線偏振光

  光矢量一個平面內振動,只改變大小而不改變方位。在沿傳播方向看過去,光矢量只一條線( ),故叫線偏振光;線偏振光分佈在某一個平面上,所以線偏振光又叫平面偏振光。

園偏振光

  在傳播過程中,光矢量的頂端的軌跡描出一個螺旋線,它的大小不變,方位變化。

  面對傳播方向看,光矢量頂端的軌跡順時針旋轉叫右旋偏振光,反時針旋轉叫左旋園偏振光。

  平面偏振光也可以看作由兩束振幅相等而旋轉方向相反的兩束園偏振光的組合的結果。

橢圓偏振光

  當平面偏振光通過手性化合物后,左右旋兩束光被吸收情況不同導致振幅不相等。兩束旋轉方向相反而振幅不相等的園偏振光組成一束橢圓偏振光。 此時光矢量的大小和方向都在變。從傳播方向面對光源看過去,光矢量頂端的軌跡是一個橢圓。

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