第1章 绪论 1.1 几个基本概念：光谱学、光谱、光谱范围 1.2 光谱测量方式 1.3 光谱学发展历史.

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1 第1章 绪论 1.1 几个基本概念：光谱学、光谱、光谱范围 1.2 光谱测量方式 1.3 光谱学发展历史

2 光谱技术的应用 新元素的发现

3 宝石鉴定 – 拉曼光谱

4 三聚氰胺检测 – 拉曼光谱 ppm: parts per million 百万分之一

5 土星探测计划 Visual and Infrared Mapping Spectrometer 收集土星表面、土星环和大气层的数据 Composite Infrared Spectrometer 通过探测热能以收集物体的结构信息

6 1.1 基本概念 光谱学（Spectroscopy） 通过物质与不同频率（或波长）的电磁波之间的相互作用来研究其性质的一种方法。
1.1 基本概念 光谱学（Spectroscopy） 通过物质与不同频率（或波长）的电磁波之间的相互作用来研究其性质的一种方法。 在光的作用下并不是直接观察到微观粒子这个“躯体”，而是观察到它的“灵魂”，即光与微观粒子相互作用得到的“像”——光谱，它随光的频率和微观粒子而变化。

7 光谱（Spectrum） 频率由小到大（或由大到小）的顺序排列的电磁辐射强度图案，它反映了一个物理系统的能级结构状况。 表示方法：一维曲线
纵坐标： 辐射强度I、吸收度-log(I/I0)、透射率I/I0 横坐标： 波长、频率、波数、能量 （光谱坐标）

8 光谱坐标之间的转换关系及单位 波长： nm， μm 频率：Hz，MHz 波数：cm-1 能量：eV 用各种光谱坐标表示可见光波段 ？

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10 我们将学习的“光”谱的波谱范围？ 分子光谱 核 电子 振动 转动 核磁

11 光谱中的有用信息 峰的位置 峰的强度 峰的宽度

12 1.2 光谱测量方式 光谱测量包括激发和探测两个过程。 激发 通过作用后的特征光 通过作用后的特征光 光(电磁波) 样品 样品 探测 干扰源

13 吸收光谱，样品仅仅减弱入射光的强度，并不产生新的波长！
根据测量方式，可分为吸收光谱与发射光谱 具有一定光谱范围 吸收光谱，样品仅仅减弱入射光的强度，并不产生新的波长！

14 透射率与吸光度 absorption Transmission, optically thin
激 发E 态 波长 Transmission, optically thin 基态E0 Transmission, optically thick

15 发射光谱 入射光激发导致发光，如：荧光、磷光、拉曼散射光等，波长可与入射光不同 可以为单色光 出射光向不同方向散射，会产生新的波长！

16 1.3 光谱学的发展历史 （1）1666年，牛顿，棱镜，太阳光 （2）1802和1814年，渥拉斯顿和弗朗霍菲，太阳黑线，钠黄线
1.3 光谱学的发展历史 （1）1666年，牛顿，棱镜，太阳光 （2）1802和1814年，渥拉斯顿和弗朗霍菲，太阳黑线，钠黄线 （3）1849年，佛科，钠黄线←→太阳黑线 （4）1853年，埃斯特朗，氢原子最强谱线 （5）1859年，基尔霍夫和本生，第一台光谱仪，铯和铷，实用光谱学 （6）1885年，巴尔末，经验公式，预测氢原子谱线 （7）1889年，里德伯，经验公式，碱金属原子 （8）1895年和1902年，塞曼和洛伦兹，谱线分裂，磁场，诺贝尔奖 （9）1913年，玻尔，氢原子谱线解释 （10）1919年，斯塔克，谱线分裂、电场、诺贝尔奖 （11）1925年，乌伦贝克和古兹密特，电子自旋假说 （12）对光谱的完美解释是量子力学 （13）理论的完善使人们逐渐转移到光谱仪器性能改善上 （14）20世纪四五十年代开始广泛应用 （15）新技术带来新的光谱探测技术，计算机，激光

17 相关诺贝尔奖 年份 人物 奖项 获奖原因 1971 Herzberg 诺贝尔化学奖 分子光谱 1981
Schawlow / Bloembergen 诺贝尔物理奖 激光光谱 1997 朱棣文等 激光冷却原子 2000 Zewail等 飞秒激光化学 2001 Keterle等 玻色-爱因斯坦冷却态 2005 罗伊·格劳伯 / 约翰·霍尔 / 德国人西奥多·汉施 量子光学精密光谱学