“火眼金睛”:一文纵览光谱技术!

发布网友 发布时间：2024-10-23 20:30

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热心网友 时间：2024-11-15 23:44

光，作为电磁辐射，展现出波粒二象性，包含无线电波、微波、红外光、可见-紫外光以及X射线和γ射线。光谱，或光学频谱，是复色光通过色散系统如光栅、棱镜分光后，依照光波长（或频率）大小排列形成的图案，其中可见光谱是电磁波谱中人眼可见的部分。光谱学，研究物质与辐射能相互作用产生的光谱，通过记录辐射能强度随波长（或相应单位）的变化，揭示物质微观结构及性质。

光谱分类多样，按波长区域分为不同类别，按产生方式又可大致分为发射光谱、吸收光谱与散射光谱。发射光谱包含线状光谱、带状光谱和连续光谱，分别由原子、分子及白炽固体或气体放电产生。吸收光谱研究物质吸收光的波长、程度及原因，主要针对分子，光谱范围广泛。拉曼光谱学，作为散射光谱技术的代表，通过激光激发物质，分析产生的拉曼散射光谱，揭示物质结构及组成成分。

光谱分析法，利用物质与光的相互作用，通过检测辐射信号或变化进行定性、定量和结构分析。分子荧光光谱技术，利用荧光强度和波长信息快速、高选择性地检测物质。三维荧光光谱分析技术，通过激发波长与发射波长同时变化的荧光信息，实现复杂样品的定量与定性分析。近红外光谱技术，利用近红外区域丰富的吸收光谱信息，快速无损地检测食品、农产品品质。

光谱成像法结合成像与光谱探测分析，提供空间与光谱信息，适用于多学科领域。多光谱、高光谱与超光谱成像技术，分别适用于不同应用领域，如土地分类、农业调查、材料分析等。激光诱导击穿光谱技术，通过高功率激光脉冲激发样品，收集特定元素的光谱信息。拉曼光谱法，利用光与物质分子间的相互作用，提供快速、简单且无损的分析。太赫兹时域光谱技术，作为新兴光谱分析方法，具有高时间分辨率和频带宽度，揭示材料的光学参数和化学结构。

光谱学实践意义重大，通过理解光与物质的相互作用，光谱学成为解析物理、化学问题的有力工具。光谱学是一组工具，能够帮助我们以不同方式获取和解析系统信息，解决科学研究中遇到的挑战。