红外物理课后题答案
红外感应理论基础知识题库100道及答案解析
解析：红外感应技术的发展趋势是更简单、高效和低成本，而不是更复杂的结构。
21. 红外感应在医疗领域可用于（ ）
A. 体温测量 B. 疾病诊断 C. 药物研发 D. 手术操作
答案：A
解析：红外感应常用于非接触式的体温测量。
22. 以下哪种红外传感器的稳定性较好（ ）
A. 热释电传感器 B. 热电偶传感器 C. 热敏电阻传感器 D. 量子阱传感器
46. 红外感应与激光感应相比，优势在于（ ）
A. 成本低 B. 精度高 C. 抗干扰能力强 D. 测量范围大
答案：A
解析：红外感应相对激光感应成本较低。
47. 以下哪种红外传感器适用于远距离检测（ ）
A. 热释电传感器 B. 量子型传感器 C. 热电偶传感器 D. 热敏电阻传感器
答案：B
解析：量子型传感器在远距离检测方面具有优势。
A. 降低工作频率 B. 减少传感器数量 C. 提高检测精度 D. 缩短检测时间
答案：C
解析：提高检测精度可能会导致红外感应系统的功耗增加。
45. 红外感应系统的防护等级通常用（ ）表示
A. IP 代码 B. 电压等级 C. 灵敏度等级 D. 分辨率等级
答案：A
解析：防护等级通常用 IP 代码表示。
30. 红外感应可用于火灾预警，主要检测的是（ ）
A. 火焰的温度 B. 烟雾的浓度 C. 物体的燃烧 D. 异常的热辐射
答案：D
解析：红外感应在火灾预警中主要检测异常的热辐射。
31. 以下哪种红外传感器适用于测量微小的温度变化（ ）
A. 热电偶传感器 B. 热敏电阻传感器 C. 热释电传感器 D. 量子型传感器
39. 影响红外感应精度的因素不包括（ ）
6.红外光谱法习题答案
非常特征的宽吸收带，－COOH 中 OH 面外变形振动在 940～900cm-1（m），这 也是一个特征的宽谱带，对于确认羟基的存在很有用。而
是酯，酯的 C－O－C 伸缩振动在 1300～1050cm-1 之
间有两个峰，对甲基苯甲酸甲脂中 C=O 与苯环共轭，谱图中有高于 1250cm-1 酯 的 VasC-0-C 吸收带，VsC-0-C 在 1200～1050cm-1（s）范围内。
1598cm-1
1500cm-1
苯苯苯苯苯苯
苯苯
1475cm-1
753cm-1 690cm-1
苯苯苯苯苯
3300cm-1
vOH
OH
1230cm-1
vC-OH
7．一个化合物分子式为 C8H10，按图 8-3,3 推出其结构。 解：
H3C
CH3
μ=1+8-5=4，
1630cm-1 1516cm-1 1464cm-1
795cm-1
苯苯苯苯苯苯
δ=CH
1378cm-1
δ -CH3
H3C
CH3
8．一个化合物的分子式为 C5H10O2，按图 8-34 推出其结构。
解：
O CH3 CH2 C O CH2 CH3
μ=1+5-5=1，还有一个双键；
1740cm-1
vC=O
1192cm-1 1036cm-1
vC-O-C
苯
1372cm-1 1365cm-1
红外光谱法习题答案
1．大气中的 O2、N2 等气体对测定物质的红外光谱是否有影响？为什么？ 解：大气中的 O2、N2 等气体对测定物质的红外光谱没有影响。因为在测定物
质的红外光谱时，只有能产生红外吸收峰的物质才会有影响。按照对红外光谱吸 收峰产生条件，具有偶极矩变化的分子振动是红外活性振动，而 O2、N2 等气体 在分子振动时并不产生偶极矩变化，无红外吸收峰。因此，大气中的 O2、N2 等气 体对测定物质的红外光谱没有影响。
《红外物理》张建奇及答案
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题 习 理 物 外 红
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红外物理课后题答案
第二章习趣 解：近红外中红外远红外 极远红外波 < ( jim) 0.75-3 3~6 6~1515-1000 项率(Hz) 1014-4x 10145x 1013-10142X 1013-5X 10133xlO n -2xlO 13茨数(丄) cm1▲ 43 X 10 ^3 X 10ix 104 5 6-ix 10* 6 3-^x 104-7X 1°415 61 10旨何光子能用(eV)3、解：山于绘向上半空间发射•所以立体角D = 2TT4 解：(1)因为是在灯的正下方.因Wl = 2.44m cos61= 1所以点加被照处的辐照度E = ^ = 帑 =^ =<2)灯到房岸-角的茨离I = U4.582 + 3・6以+ 2442 =2.44cos 0 = —j —=所以点源在被照处的辆照度E = ^ =号竺=5 W ：(Dl = 4m cos6 = 1 E ="囂“=<2)I = 8m cos 6 = 0.5 E ='=6 证：第一个小球的轴出度为M.则辐射功率P = M/11.辆射强慢1 = ?=学1 n 4n另-个小球的周界为址人圆.面积为A = nff 2 = .% 0 =供=金所以第二个小球接收到的功率R = in =字令得证。
7、解：久曲的辐射强度I 二LA.COS0(IA ・ cos0••• P =2.5 x 25 502=0.025W62.82JT=10 W/sr(2=^~ I=LA R P,=IQ= L?y ：-A|1Q=^ 上LA 、cos0 P ;=IQ=LAs y°S<?山暂竺 I=LA cos ^ p*LA、A 严缶竺卫［二LA cosOPg SA 曲&l 2x 5I 2&解：辐射源到B 点即离为l=^x 2+h 2 cos6>=y嘶离平方反比跻匚驚帘二壽10、解：已知中心处曲度和趴离可得：E=A 所以发光强度上EI']・T F12 4 现将趴离调为l,=3m 则中心处E.=— = —=90.01 x-^40lxh 1「 9故边缘处照度E-竺^竺学^90.0lx 父更I.2 I.2 9 1011、斛：设S 点高度为h,辐射源S 与B 点之间距离为1产JhfCOS^7^7F战得出函数E (h)=¥^ = y,h 「对其求导・令dE=() 蹄归爭即此高度时，B 点辐射照度最儿(4)e 筈込LAW 遇吟卫(2)12. 解：11知恻盘血积和辐射亮度.则I=L0cosi9 A・・・P*如.・皿殳2血嘗A“心°,。
红外作业参考答案
红外吸收光谱作业（IR）一、判断题1．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。
（√）2．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。
（√）3．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。
（×）4．对称分子结构，如H2O分子，没有红外活性。
（×）5．分子中必须具有红外活性振动是分子产生红外吸收的必备条件之一。
（√）6．红外光谱中，不同化合物中相同基团的特征频率总是在特定波长范围内出现，故可以根据红外光谱中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。
（√）7．不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物的大小顺序为：酰卤＞酰胺＞酸＞醛＞酯。
（×）8．傅里叶变换型红外光谱仪与色散型红外光谱仪的主要差别在于它有干涉仪和计算机部件。
（√）9．当分子受到红外光激发，其振动能级发生跃迁时，化学键越强吸收的光子数目越多。
（√）10．游离有机酸C=O伸缩振动v C=O频率一般出现在1760cm-1，但形成多聚体时，吸收频率会向高波数移动。
（×）二、选择题1．化学键的力常数越大，原子的折合质量越小，则化学键的振动频率（B）A．越低；B．越高；C．不变2．在红外吸收光谱中，乙烯分子的C-H非对称伸缩振动具有（A）A．红外活性；B．非红外活性；C．视实验条件3．在醇类化合物中，O-H伸缩振动随溶液浓度的增大向低波数移动的原因是（C）A．诱导效应；B．溶液极性增大；C．形成分子间氢键；D．振动耦合4．分子的C-H对称伸缩振动的红外吸收带频率比弯曲振动的（A）A．高；B．低；C．相当5．在红外吸收光谱中，C=O和C=C基，两者的吸收强度的大小关系是（B）A．前者＜后者；B．前者＞后者．C．两者相等6．用于测量红外辐射的检测器是(D)。
A．光电池；B．光电管；C．热导池；D．热电偶7．应用红外光谱解析分子结构的主要参数是（B）A．质荷比；B．波数；C．偶合常数；D．保留值。
红外光谱分析习题解答
红外光谱分析习题解答解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。
从基态向第一激跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。
另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。
因此，如果化学键两接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是C=O的强度大=C的原因。
一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。
解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式表示：μπkc 21 （1） AN M M M M )(2121+ （2）） 式中：σ为波数（cm -1），c 为光在真空中的速度（310-10cm S -1），k 为化学键力常数（N cm -1）） 式中：M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数（6.021023mol -1） （2）式代入（1）得21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ教材P 153公式（10-6）系数为1370有误】Cl 键的键力常数12212121.0079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅+⨯⨯⎪⎭⎫+⎪⎭⎫ ⎝⎛cm N M M M M σ解：依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ＝9 N cm -1，M H =1.0079，M F =18.998代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1。
解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（C=O），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己位于较高处。
原因是乙醇中的醇羟基可以与戊酮的羰基形成分子间氢键，导致羰基的伸缩振动频率向低波数方向移动。
红外作业答案
红外吸收光谱与激光拉曼光谱分析法10.1 试分析产生红外光谱的条件，为什么分子中有的振动形式不会产生红外光谱？解:条件: （1）照射光的能量E =h ν等于两个振动能级间的能量差ΔE 时，分子才能由低振动能级E 1跃迁到高振动能级E 2。
即ΔE ＝E 1－E 2，则产生红外吸收光谱。
（2）分子振动过程中能引起偶极矩变化的红外活性振动才能产生红外光谱。
并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱. 10.2 试说明何为基团频率，影响基团频率的因素有哪些？解: 组成分子的各种原子基团都有自己的特征红外吸收的频率范围和吸收峰，称这些能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰为特征峰，其相应的频率称为特征频率或基团频率。
基团频率大多集中在4000-1350 cm-1，称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团．频率位移的因素可分为分子结构有关的内部因素和测定状态有关的外部因素。
外部因素包括试样的状态、粒度、溶剂、重结晶条件及制样方法等都会引起红外光谱吸收频率的改变。
10.3 试说明何为红外活性振动，指出CO2分子的4种振动形式中哪些属于红外活性振动?解:伴随瞬时偶极矩的变化的振动可以产生红外光谱，称为红外活性振动。
具有红外活性振动的分子，偶极矩作周期性变化产生交变的偶极场，其频率与匹配的红外辐射交变电磁场产生耦合，分子吸收红外辐射的能量从低的振动能级跃迁到高的振动能级。
CO 2（线性分子）它有（3N-5）=4个振动自由度，其中对称伸缩振动，面内变形（弯曲或变角）振动和面内变形（弯曲或变角）振动三种振动形式为红外活性振动。
10.4 试说明傅立叶变换红外光谱仪与色散型红外光谱仪的最大区别是什么？红外分光光度计可分为两大类，色散形和干涉型。
色散型又有棱镜分光型和光栅分光型两种红外光谱仪；干涉型为傅立叶变换红外光谱仪。
傅里叶交换红外分光光度计（FTIR ）的工作原理和色散型的红外分光光度计是完全不同的，它没有单色器和狭缝，是利用一个迈克耳逊干涉仪获得入射光的于涉图，通过数学运算（傅里叶变换）把于涉图变成红外光谱图。
红外光谱习题答案
红外光谱习题答案红外光谱习题答案红外光谱是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
通过测量样品在红外光波段的吸收特性，可以得到样品的结构信息、化学键的类型和存在形式等。
在学习和应用红外光谱时，我们常常会遇到一些习题，下面将就一些常见的红外光谱习题给出详细的答案。
1. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；1700 cm-1处有一个强烈的峰，这是酮羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动；1450 cm-1处有一个峰，这是烷基的弯曲振动。
综合考虑，该化合物可能是一个含有羟基和酮羰基的酮类化合物。
2. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；1750 cm-1处有一个强烈的峰，这是酯羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动。
综合考虑，该化合物可能是一个含有羟基和酯羰基的酯类化合物。
3. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；1700 cm-1处有一个强烈的峰，这是醛羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动。
综合考虑，该化合物可能是一个含有羟基和醛羰基的醛类化合物。
4. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；3400 cm-1处有一个峰，这是胺基（-NH）的伸缩振动；1700 cm-1处有一个强烈的峰，这是酰胺羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动。
红外光谱分析习题解答
红外光谱分析习题解答1、解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。
从基态向第一激发态跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。
另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。
因此，如果化学键两端连接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是C=O的强度大于C=C的原因。
一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。
2、解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式表示：μπσkc 21=（1） AN M M M M )(2121+=μ （2）（1）式中：σ为波数（cm -1），c 为光在真空中的速度（310-10cm S -1），k 为化学键力常数（N cm -1）（2）式中： ^M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数（1023mol -1） 将（2）式代入（1）得21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN kc A +=+==πμπσ【教材P 153公式（10-6）系数为1370有误】 H －Cl 键的键力常数12212121.50079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅=+⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=cm N M M M M k σ&3、解：依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+==πμπσ将k ＝9 N cm -1，M H =，M F =代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1。
4、解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（C=O ），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己烷中位于较高处。
红外物理与技术参考答案
习题参考答案以下为各章习题解析要点：第1章1-2（1）太阳七色光的热效应；绝对零度。
（2）是很大的数值，不能直接测量；测得的频率数值精度通常比测得的波长数值精度低。
（3）0.75~1000μm；10。
（4）8~12μm或8~14μm；3~5μm。
（5）局部充血，皮温上升。
（6）电阻值；热点。
1-3 红外辐射的波长范围是0.75~1000μm，跨过大约10个倍频程，根据红外辐射在地球大气层中的传输特性，把整个红外辐射光谱区按波长分为四个波段：近红外波段（波长0.75~3μm）；中红外波段（波长3~6μm）；远红外波段（波长6~15μm）；极远红外波段（波长15~1000μm）。
1-4 红外辐射既具有与可见光相似的特性，如反射、折射、干涉、衍射和偏振，又具有粒子性，即它可以以光量子的形式被发射和吸收。
同可见光相比，同时具有独有特性：（1）必须用对红外辐射敏感的红外探测器才能探测到；（2）红外辐射的光量子能量比可见光的小；（3）红外辐射的热效应比可见光要强得多；（4）红外光谱区比可见光谱区含有更丰富的内容；（5）红外辐射更容易被物质所吸收。
1-5 红外物理与红外技术所研究的内容不同，它们是相互联系、相互依存、相互融合的，二者之间的关系既紧密联系又相互区别。
1-6 如：红外制导；红外夜视；红外通信；红外预警；隐身藏匿武器探测；红外对抗等。
1-7 如：红外测温；红外遥控；红外医疗；红外遥感；红外辐射加热；红外光谱技术；红外故障诊断；红外灾害观测；建筑物检测等。
第2章2-1 辐射能: 以电磁波的形式发射、传输或接收的能量，用Q表示，单位是J；辐射强度：描述点辐射源的辐射功率在空间不同方向上的分布特性；辐射照度：指被照表面的单位面积上接收到的辐射功率，用E 表示；光子辐射强度：光源在给定方向上的单位立体角内所发射的光子通量，用p I 表示； 光子辐射照度：指被照表面上某一点附近，单位面积上接收到的光子通量，用p E 表示。