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[育儿交流] 【十万个为什么】人能感知到光谱吗?

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人肉眼所能看见的光,其实是光谱中很小的一部分,对于看不见的光,科学家们进行了探索研究,《十万个为什么》节目邀请嘉宾浙江中科院应用技术研究院副院长余伟国来聊聊红外线光谱的原理及应用。
什么是光?
是一个物理学名词,其本质是一种处于特定频段的光子流。
光源发出光,是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道,电子就会进行加速运动,并以波的形式释放能量;反之,电子跃迁。

简单地说,光是沿直线传播的。

什么是光谱?
光谱:是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案,全称为光学频谱

光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分,在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光

光谱并没有包含人类大脑视觉所能区别的所有颜色,譬如褐色和粉红色。

红外光谱
红外光谱是物质的分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁,检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱,又称分子振动光谱振转光谱
红外线光谱的原理
当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。

光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

拓展阅读
红外光谱的应用
一、在食品行业的应用
由于运行稳定的近红外光纤光谱仪可以提供快速、准确、无损的检测,所以近红外光纤光谱仪在食品行业已相当普及。如检测食品添加剂等。

二、在农业中的应用
在农业中的应用主要包括农产品的品质分析、产源地来源鉴别等。

三、在医药方面的应用
近年来,大家对其关注程度越来越大。近红外光谱仪也应用于医疗诊断方面应用比较广泛。




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