光谱分析原理
光谱分析的基本原理
光谱分析的基本原理光谱分析是一种重要的科学技术，在许多领域都有广泛的应用。
它通过分析物质与光的相互作用，利用光的特性来获取信息。
本文将介绍光谱分析的基本原理，并探讨其在科学研究和实际应用中的意义。
一、光的本质和特性光是一种电磁波，呈现出波粒二象性。
在光的波动性方面，它具有波长、频率和振幅等特性，可以被折射、反射和衍射。
而在光的粒子性方面，它由一连串的能量量子，即光子组成。
由于这些特性，光可以在物质中产生相应的作用和变化，为光谱分析提供了基础。
二、光的分光现象当光通过物质时，会产生吸收、散射或者发射等现象，这些现象也是光谱分析的基础。
几种常见的光的分光现象包括：1. 吸收光谱：物质吸收特定波长的光，产生特征的吸收峰。
根据被吸收的波长范围和强度，可以确定物质的组成和浓度。
2. 发射光谱：物质在受激状态下，发射出特定波长的光，形成特征的发射峰。
通过测量这些峰的强度和频率，可以确定物质的元素组成和浓度。
3. 散射光谱：当光穿过物质时，会与物质中的微粒发生散射。
根据散射光的强度和方向，可以研究物质的组成和结构。
4. 荧光光谱：物质在受激发光后，产生荧光光谱。
通过测量荧光的强度和波长，可以研究物质的分子结构和变化。
三、光谱仪器的原理与应用为了准确地获取光谱信息，科学家们发明了各种各样的光谱仪器。
常见的光谱仪器包括分光计、光度计、质谱仪等，它们基于不同的原理和技术来进行光谱分析。
1. 分光计：分光计通过光栅或棱镜将光分散成不同波长的光束，然后使用光电探测器来测量每个波长的光强度。
分光计广泛用于可见光、紫外光和红外光的分析，常用于物质的吸收和发射光谱测量。
2. 光度计：光度计专门用于测量吸收或者发射光谱中的光强度变化。
它们通过比较样品和参比溶液的透光率或吸光度来计算物质浓度或反应动力学信息。
3. 质谱仪：质谱仪利用物质的分子或原子在电磁场中的运动进行分析。
它通过将样品分子离子化，然后在磁场中对其进行分离和检测。
光谱分析的原理
光谱分析的原理光谱分析是一种通过测量物质在不同波长下对光的吸收、发射或散射来研究物质性质的方法。
其基本原理包括以下几点:1. 光谱光谱是指将光按照不同波长进行分解或者分离的现象。
光谱可以分为连续光谱和线状光谱两种。
连续光谱是指由各种波长和幅度连续变化的光混合在一起，形成一个平滑的光谱带。
而线状光谱则是由一系列离散的亮或暗线组成。
2. 色散色散是指不同波长的光在通过物质时，由于光在介质中的传播速度与波长有关，导致不同波长的光被物质分散成不同方向传播，使得不同波长的光能够被分离开来。
3. 光谱仪光谱仪是用于测量光谱的仪器。
光谱仪一般包括光源、入射系统、分光系统、检测系统和记录系统等组成部分。
光源通过发出光线，入射系统将光线聚焦到样品上，样品与光发生相互作用后，分光系统将光谱分离成不同波长的光，并经过检测系统测量吸收、发射或散射光的强度，最后通过记录系统进行数据的记录和分析。
4. 吸收光谱分析吸收光谱分析是通过测量物质在不同波长下对光的吸收程度来研究物质的性质。
当一束光通过样品时，物质会吸收特定波长的光，吸收的波长与物质的分子结构、能级跃迁等有关。
通过测量吸收光的强度，可以得到不同波长下的吸收谱，从而获得关于物质组成和浓度的信息。
5. 发射光谱分析发射光谱分析是通过测量物质在受到外部激发后，发出特定波长的光来研究物质的性质。
当物质受到能量激发时，原子、分子或离子的电子会跃迁至高能级，并在返回基态时通过发射光子来释放能量。
通过测量发射光的强度和波长，可以获得关于物质的组成、结构和状态等信息。
总之，光谱分析是一种通过测量物质在不同波长下对光的吸收、发射或散射来研究物质性质的方法。
通过光谱分析，可以获得物质的组成、结构和特性等重要信息，广泛应用于化学、物理、生物等领域的研究和实践中。
光谱分析原理
02
原子光谱分析
原子吸收光谱法
原理
原子吸收光谱法是基于原子能级跃迁的原理，当原子吸收特 定波长的光时，会导致能级跃迁并产生光谱吸收线。通过测 量吸收光谱的强度和波长，可以确定被测元素的含量。
应用
原子吸收光谱法广泛应用于各种领域，如环境监测、食品分 析、地质调查等，用于检测样品中痕量或微量元素的含量。
总结词
光谱定量分析技术是通过测量样品在不同波长下的吸 光度或发射光谱强度，利用已知标准品的定量关系， 实现对样品中目标组分的定量分析。
详细描述
光谱定量分析技术包括紫外可见分光光度法、荧光光 谱法、原子吸收光谱法等多种方法。这种技术具有高 精度、高灵敏度、操作简便等优点，广泛应用于环境 监测、食品药品安全、临床医学等领域。
详细描述
拉曼光谱仪通过测量样品在拉曼散射光区的光谱，分析物质的组成和结构。拉曼散射是光与物质相互 作用时产生的散射现象，不同物质具有不同的拉曼散射光谱，因此可以通过测量拉曼散射光谱，确定 物质的成分和含量。
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光谱分析原理
目
CONTENCT
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• 光谱分析简介 • 原子光谱分析 • 分子光谱分析 • 光谱分析技术 • 光谱分析仪器
01
光谱分析简介
定义与分类
定义
光谱分析是一种通过测量物质与辐射能相互作用产生的光谱来分 析物质成分和结构的方法。
分类
光谱分析可分为原子光谱和分子光谱两大类，根据光谱产生的机 制和特征，又可细分为吸收光谱、发射光谱、散射光谱等。
详细描述
原子荧光光谱仪通过将样品原子化，使待测元素原子吸 收特定波长的光源后跃迁至激发态，随后返回低能态时 释放出特定波长的荧光，测量荧基于分子吸收光谱原理，测量样品在紫外-可见光区的 吸光度，用于分析物质的浓度和结构。
光谱分析的原理与元素识别的方法
光谱分析的原理与元素识别的方法光谱分析是一种重要的科学技术，用于研究物质的物理和化学性质。
它能够通过光的分散、吸收或发射来分析物质的成分和结构，从而实现元素识别。
本文将介绍光谱分析的基本原理、常见的光谱方法以及元素识别的方法。
一、光谱分析的基本原理光谱分析基于光的性质和物质对光的相互作用。
当光通过物质时，会发生折射、反射、散射、吸收或发射等现象。
根据这些现象，我们可以得到不同波长的光被物质吸收或发射的特征，从而获得物质的结构和成分信息。
光谱分析主要通过两种方法进行：吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱是指物质吸收光能的过程，其原理是当光通过物质时，物质吸收特定波长的光，剩余的光被传递或反射。
通过测量吸收光的波长和强度，可以确定物质的组成和浓度。
发射光谱则是指物质在受到能量激发后，通过发射光的方式释放出一定波长的光。
根据发射光的波长和强度，可以判断物质的成分和性质。
二、常见的光谱方法1. 紫外可见吸收光谱（UV-Vis）紫外可见吸收光谱是指利用物质对紫外和可见光的吸收特性来分析样品的一种方法。
通过测量样品对不同波长光的吸收程度，可以得到样品在不同波长下的吸收谱线。
这种方法在生物化学和环境监测等领域得到广泛应用。
2. 红外光谱（IR）红外光谱是一种基于物质吸收或反射红外光的方法。
红外光谱可以用于分析物质的分子结构和成分。
根据不同化学键的振动和伸缩，红外光谱将被吸收或反射。
通过测量吸收或反射的光谱，可以确定物质的官能团和分子结构。
3. 核磁共振光谱（NMR）核磁共振光谱是一种通过测量原子核在磁场中吸收或辐射电磁辐射的方法。
它可以提供有关物质的结构、组成和环境的信息。
核磁共振光谱在有机化学、药物研发和材料科学等领域具有重要意义。
三、元素识别的方法1. 基于发射光谱的元素识别发射光谱可以用于分析和识别物质中的元素。
在此方法中，样品受到能量激发后，会通过发射特定波长的光来释放能量。
根据发射光的波长和强度，可以确定物质中所含元素的种类和浓度。
光谱的原理
光谱的原理
光谱是指将光根据其波长或频率进行分析和分类的方法。
根据光的波长的不同，可以将光分为不同的颜色。
这是因为不同波长的光在空间中传播时速度不同，使得它们到达观察者的时间也不同。
人类眼睛能感知到的可见光谱范围大致在380纳米到750纳米之间。
光波长越长，其对应的颜色越接近红色；光波长越短，对应的颜色就越接近紫色。
光谱分析的原理基于物质对光的吸收和发射特性。
当白光通过物质时，物质会吸收其中特定波长的光，而其他波长的光则被反射或透过。
这些被吸收的特定波长构成了物质的吸收光谱。
相反，当物质被激发或加热时，它会发射出特定波长的光，构成了物质的发射光谱。
通过分析光谱，可以获得有关物质的重要信息。
例如，光谱可以用于确定物质的组成、测量物质的浓度或温度，甚至揭示物质的运动状态和化学反应。
不同物质具有独特的光谱特征，这使得光谱成为一种重要的分析工具，被广泛应用于物理学、化学、天文学等领域。
常见的光谱分析方法包括吸收光谱、发射光谱和拉曼光谱等。
在吸收光谱中，通过测量物质对入射光的吸收量，可以确定物质的吸收峰和吸收强度，从而推断物质的组成和浓度。
发射光谱则是测量物质在激发下发射的光，从中可以得到物质的发射峰和发射强度。
拉曼光谱是利用物质在散射光中存在的拉曼效应，通过测量散射光的能量与频率差，获得物质的拉曼光谱图谱。
光谱分析的原理不仅在实验室中得到应用，也广泛应用于实际生活和工业生产中。
例如，光谱分析可以用于食品安全检测、环境监测、医学诊断、材料研究等领域。
通过光谱分析，我们可以深入了解物质的性质和行为，为解决各种问题提供更准确、高效的方法。
光谱分析原理汇总
E1
E2
E3
吸收
发射
14
5、激发电位、电离电位 激发电位：原子中某一种外层电子由基态激发到高能级 的激发态时所需要的能量称为激发能，与其相对应的电位 叫激发电位。 电离电位：如果原子外层电子获得了足够的能量，脱离 了该原子核的作用范围，成为自由电子，这时原子变成正 离子，这种现象称为电离。为使原子发生电离所需要的能 量叫电离能，与其对应的电位叫电离电位。 中性原子 → 激发电位 → 发射谱线→电弧线（原子线） 中性原子 →电离电位→ 正离子→激发电位→火花线（ 离子线） 因此，元素谱线出现难易不仅与激发电位有关系，而且 与电离电位有关系。
五、看谱分析的分类
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看谱分析的三大步骤：激发——分光——鉴别
目 视 激发光源 分光器 感光板
看谱镜
摄谱仪 光电光谱仪
光电 管
1、根据用途分：台式、便携式 2、根据分光器分：光栅式、棱镜式 3、根据激发光源分：电光源式、火焰式、等离子式、 辉光式
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六、看谱分析
24Leabharlann 1、看谱过程激发 分光
鉴别
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一、几何光学的四大定律
33
1 、光的直线传播定律 ：光在均匀介质中是沿直线 传播的。 2 、光的独立传播定律 ：不同方向的两光线在介质 中某点相遇而通过时，彼此之间互不影响，而独立传 播。 3、光的反射定律 4、光的折射定律 小结：几何光学四大定律及推出的有关公式，是光 学仪器设计的基础，有了四大定律，解决了光线的传 播问题，在分析看谱镜的光路问题时就可以认真领会 了。
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5、激发后形成分析误差的可能性 （1）激发部位不对； （2）电极污染； （3）引燃时间太短（要求10秒以上）； （4）试样表面没有处理； （5）分析条件与分光标志中的条件不符； （6）强光直射； （7）第三元素的存在而引起的干扰。例： Cr=4922.3A Ti=4921.8 A
光谱分析原理
光谱分析原理
光谱分析是一种基于物质对不同波长光的反射、吸收、透射的特性来分析物质成分、性质和结构的方法。
光谱分析原理主要包括发射光谱分析和吸收光谱分析。
发射光谱分析是基于物质在受激激发的条件下，发射出一系列特定波长的光谱进行分析。
这种方法常用于分析有机和无机元素的含量，如火焰原子吸收光谱分析、电弧发射光谱分析等。
在这些方法中，样品经过加热或电离，使得其中的原子或离子处于激发态，进而发射出特定的光谱线。
通过测量和分析这些光谱线的强度和波长，可以确定样品中不同元素的含量和组成。
吸收光谱分析是应用物质对特定波长光的吸收特性来分析物质的成分和性质。
这种方法常用于分子化合物的结构鉴定和定量分析等。
在吸收光谱分析中，样品溶液或气体吸收特定波长光后，会产生吸收峰。
通过测量和分析吸收峰的强度和波长，可以确定样品中特定分子的存在及其浓度。
光谱分析的原理基于光与物质相互作用的量子特性，即光的能量与频率之间存在确定的关系。
物质与特定波长光发生相互作用时，会发生能级跃迁、电子激发等现象，从而产生特定的光谱特征。
通过测量和分析这些光谱特征，可以得到与样品性质和成分相关的信息。
除了发射光谱和吸收光谱之外，光谱分析还包括其他形式的光谱，如拉曼光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱等。
这些方法基于不同的光与物质相互作用的机制和特性，可以提供更多样
品信息和分析参数。
光谱分析的广泛应用使其成为化学、物理、生物等领域中重要的分析工具。
光谱分析的基本原理
光谱分析的基本原理光谱分析是一种广泛应用于化学、物理、生物等领域的分析方法，它通过测量物质对不同波长光的吸收、发射或散射特性来获取样品的信息。
光谱分析的基本原理包括吸收光谱、发射光谱和拉曼光谱等多种形式，下面将分别介绍这些光谱分析的基本原理。
吸收光谱是通过测量物质对不同波长光的吸收程度来获取样品信息的一种光谱分析方法。
当物质受到特定波长光照射时，会吸收光子的能量，使得物质内部的电子跃迁至高能级，从而产生吸收峰。
通过测量不同波长光被吸收的程度，可以得到物质的吸收光谱图谱，从而分析物质的组成、浓度、结构等信息。
发射光谱是通过测量物质受到激发后发出的光的波长和强度来获取样品信息的一种光谱分析方法。
当物质受到激发能量后，会发生电子跃迁并释放出光子，产生发射峰。
通过测量不同波长光的发射强度，可以得到物质的发射光谱图谱，从而分析物质的成分、结构、浓度等信息。
拉曼光谱是通过测量物质受到激发后散射光的波长和强度来获取样品信息的一种光谱分析方法。
当物质受到激发后，会产生分子振动和转动，导致散射光子的波长发生变化，产生拉曼频移。
通过测量散射光的波长和强度，可以得到物质的拉曼光谱图谱，从而分析物质的结构、成分、形态等信息。
除了以上介绍的吸收光谱、发射光谱和拉曼光谱外，光谱分析还包括荧光光谱、原子吸收光谱、原子发射光谱等多种形式。
这些光谱分析方法在化学、生物、环境等领域都有着重要的应用价值，可以用于分析样品的成分、结构、浓度、形态等信息。
总的来说，光谱分析是一种非常重要的分析方法，它通过测量物质对光的吸收、发射或散射特性来获取样品的信息。
不同形式的光谱分析方法有着各自独特的原理和应用，可以满足不同样品分析的需求，为科研和生产提供了重要的技术支持。
希望通过本文的介绍，读者能对光谱分析的基本原理有所了解，并在实际应用中加以运用。
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拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用作者: 3040821025(站内联系TA)发布: 2007-10-26拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。
这些技术是：CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。
这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。
在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。
由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。
这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
（三）拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
此外1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。
相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。
在化学结构分析中，独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。
4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。
这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。
而且，拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面积的样品。
5 共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动，这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。
（四）几种重要的拉曼光谱分析技术1、单道检测的拉曼光谱分析技术2、以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱的检测仪的分析技术3、采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析技术4、共振拉曼光谱分析技术5、表面增强拉曼效应分析技术(五) 拉曼频移，拉曼光谱与分子极化率的关系1、拉曼频移：散射光频与激发光频之差，取决于分子振动能级的改变，所以它是特征的，与入射光的波长无关，适应于分子结构的分析2、拉曼光谱与分子极化率的关系分子在静电场E中，极化感应偶极矩P为静电场E与极化率的乘积诱导偶极矩与外电场的强度之比为分子的极化率分子中两原子距离最大时，极化率也最大拉曼散射强度与极化率成正比例（六）应用激光光源的拉曼光谱法应用激光具有单色性好、方向性强、亮度高、相干性好等特性，与表面增强拉曼效应相结合，便产生了表面增强拉曼光谱。
其灵敏度比常规拉曼光谱可提高104~107倍，加之活性载体表面选择吸附分子对荧光发射的抑制，使分析的信噪比大大提高。
已应用于生物、药物及环境分析中痕量物质的检测。
共振拉曼光谱是建立在共振拉曼效应基础上的另一种激光拉曼光谱法。
共振拉曼效应产生于激发光频率与待测分子的某个电子吸收峰接近或重合时，这一分子的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到正常拉曼谱带的104~106倍，有利于低浓度和微量样品的检测。
已用于无机、有机、生物大分子、离子乃至活体组成的测定和研究。
激光拉曼光谱与傅里叶变换红外光谱相配合，已成为分子结构研究的主要手段1、共振拉曼光谱的特点：(1)、基频的强度可以达到瑞利线的强度。
(2)、泛频和合频的强度有时大于或等于基频的强度。
(3)、通过改变激发频率，使之仅与样品中某一物质发生共振，从而选择性的研究某一物质。
(4)、和普通拉曼相比，其散射时间短，一般为10-12~10-5S。
2、共振拉曼光谱的缺点：需要连续可调的激光器，以满足不同样品在不同区域的吸收。
（七）电化学原位拉曼光谱法电化学原位拉曼光谱法, 是利用物质分子对入射光所产生的频率发生较大变化的散射现象, 将单色入射光(包括圆偏振光和线偏振光) 激发受电极电位调制的电极表面, 通过测定散射回来的拉曼光谱信号(频率、强度和偏振性能的变化)与电极电位或电流强度等的变化关系。
一般物质分子的拉曼光谱很微弱, 为了获得增强的信号, 可采用电极表面粗化的办法, 可以得到强度高104-107倍的表面增强拉曼散射(Surface Enahanced Raman Scattering, SERS) 光谱, 当具有共振拉曼效应的分子吸附在粗化的电极表面时, 得到的是表面增强共振拉曼散射(SERRS)光谱, 其强度又能增强102-103。
电化学原位拉曼光谱法的测量装置主要包括拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部分。
拉曼光谱仪由激光源、收集系统、分光系统和检测系统构成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系统由透镜组构成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片结合光栅以滤除瑞利散射和杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器、半导体阵检测器或多通道的电荷藕合器件。
原位电化学拉曼池一般具有工作电极、辅助电极和参比电极以及通气装置。
为了避免腐蚀性溶液和气体侵蚀仪器, 拉曼池必须配备光学窗口的密封体系。
在实验条件允许的情况下, 为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄层溶液(电极与窗口间距为0.1～1mm) , 这对于显微拉曼系统很重要, 光学窗片或溶液层太厚会导致显微系统的光路改变, 使表面拉曼信号的收集效率降低。
电极表面粗化的最常用方法是电化学氧化- 还原循环(Oxidati on-Reduction Cycle,ORC)法, 一般可进行原位或非原位ORC处理。
目前采用电化学原位拉曼光谱法测定的研究进展主要有: 一是通过表面增强处理把测检体系拓宽到过渡金属和半导体电极。
虽然电化学原位拉曼光谱是现场检测较灵敏的方法,但仅能有银、铜、金三种电极在可见光区能给出较强的SERS。
许多学者试图在具有重要应用背景的过渡金属电极和半导体电极上实现表面增强拉曼散射。
二是通过分析研究电极表面吸附物种的结构、取向及对象的SERS 光谱与电化学参数的关系,对电化学吸附现象作分子水平上的描述。
三是通过改变调制电位的频率, 可以得到在两个电位下变化的―时间分辨谱‖,以分析体系的SERS 谱峰与电位的关系, 解决了由于电极表面的SERS 活性位随电位而变化而带来的问题。
（八）拉曼信号的选择入射激光的功率，样品池厚度和光学系统的参数也对拉曼信号强度有很大的影响，故多选用能产生较强拉曼信号并且其拉曼峰不与待测拉曼峰重叠的基质或外加物质的分子作内标加以校正。
其内标的选择原则和定量分析方法与其他光谱分析方法基本相同。
斯托克斯线能量减少，波长变长反斯托克斯线能量增加，波长变短（九）拉曼光谱的应用方向拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源与分子的振动和转动。
拉曼光谱的分析方向有：定性分析：不同的物质具有不同的特征光谱，因此可以通过光谱进行定性分析。
结构分析：对光谱谱带的分析,又是进行物质结构分析的基础。
定量分析：根据物质对光谱的吸光度的特点,可以对物质的量有很好的分析能力。
（十）拉曼光谱用于分析的优点和缺点1、拉曼光谱用于分析的优点拉曼光谱的分析方法不需要对样品进行前处理，也没有样品的制备过程，避免了一些误差的产生，并且在分析过程中操作简便，测定时间短，灵敏度高等优点2、拉曼光谱用于分析的不足(1)拉曼散射面积(2)不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响(3)荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰(4)在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲线的非线性的问题(5)任何一物质的引入都会对被测体体系带来某种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能性，会对分析的结果产生一定的影响（十一）新进展及发展前景十多年来，虽然已经有一些关于在高真空体系、大气下、以及固/液体系(电化学体系)中研究单晶金属体系表面拉曼光谱的报道［89～91］，但直至近年光滑单晶电极体系的SE RS研究才取得了重要进展.Bryant等记录了以单分子层吸附在光滑Pt电极表面的噻吩拉曼谱［89］，Furtak等使用具有Kretchmann光学构型的ATR电解池并利用表面等离子体增强效应，获得了吸附物种在平滑的Ag(111)单晶面上的弱SERS信号［90］.由于拉曼光谱系统的检测灵敏度的限制，所获得的表面信号极弱，无法进行较为详细的研究.Otto小组和Fu tamata小组分别成功地采用Otto光学构造的ATR电解池，利用表面等离子激元增强方法获得了光滑单晶电极上相对较强的表面Raman信号［92～94］.前者发现不同的Cu单晶电极表面的增强因子有所不同，有较高指数或台阶的晶面的信号明显增强［92］.Futamata等甚至可在Pt和Ni金属的单晶表面上观察到SERS信号, 计算表明其表面增强因子为1～2个数量级［93］.目前可用于单晶表面电极体系的SERS研究还局限于Raman散射截面很大的极少数分子，尚需进一步改进和寻找实验方法，以拓宽可研究的分子体系.若能成功地将各种单晶表面电极的SERS信号与经过不同粗糙方式处理的电极表面信号进行系统地比较和研究, 不但对定量研究SERS机理和区分不同增强机制的贡献大有益处, 而且将有利于提出正确和可靠的拉曼光谱的表面选择定律.随着纳米科学技术的迅速发展, 各类制备不同纳米颗粒以及二维有序纳米图案的技术和方法将日益成熟, 人们可以比较方便地在理论的指导下，寻找在过渡金属上产生强SERS效应的最佳实验条件.这些突破无疑将为拉曼光谱技术广泛应用于各种过渡金属电极和单晶电极体系的研究开创新局面.总之，通过摸索合适的表面处理方法并采用新一代高灵敏度的拉曼谱仪, 可将拉曼光谱研究拓展至一系列重要的过渡金属和半导体体系, 进而将该技术发展成为一个适用性广、研究能力强的表面(界面)谱学工具，同时推动有关表面(界面)谱学理论的发展.各种相关的检测和研究方法也很可能得到较迅速的发展和提高.在提高检测灵敏度的基础上，人们已不满足于仅仅检测电极表面物种, 而是注重通过提高其检测分辨率(包括谱带分辨、时间分辨和空间分辨)来研究电化学界面结构和表面分子的细节和动态过程.今后的主要研究内容可能从稳态的界面结构和表面吸附逐渐扩展至其反应的动态过程,并深入至分子内部的各基团, 揭示分子水平上的化学反应(吸附)动力学规律, 研究表面物种间以及同电解质离子或溶剂分子间的弱相互作用等.例如将电化学暂态技术(时间-电流法、超高速循环伏安法)同时间分辨光谱技术结合, 开展时间分辨为ms或μs级的研究［95］.采用SERS同电化学暂态技术结合进行的时间分辨实验可检测鉴别电化学反应的产物及中间物［96］, 新一代的增强型电荷耦合列阵检测器(ICCD)和新一代的拉曼谱仪(如: 富立叶变换拉曼仪和哈德玛变换仪)的推出, 都将为时间分辨拉曼光谱在电化学的研究提供新手段.最近, 我们利用电化学本身的优势, 提出的电位平均表面增强拉曼散射he(Potential Averaged SERS, PASERS)新方法［17］, 通过在Ag和Pt微电极上采集在不同调制电位频率下的PASERS谱, 并进行解谱, 可在不具备从事时间分辨研究条件的仪器上进行时间分辨为μs级的电化学时间分辨拉曼光谱研究.拉曼光谱研究的另一发展方向是采用激光拉曼光谱微区显微技术［97］开展空间分辨研究并进而开展电极表面微区结构与行为的研究.Fujishima等人利用共焦显微拉曼系统和SERS技术发展了表面增强拉曼成像技术，并研究了SERS活性银表面吸附物以及自组装膜的SERI图象［98,99］.该技术和具有三维空间分辨的共焦显微Raman光谱方法在研究导电高聚物、L-B膜和自组装膜电极以及电极钝化膜和微区腐蚀等方面将发挥其重要作用［98～100］.突破光学衍射极限的、空间分辨值达数十纳米的近场光学Raman显微技术则很可能异军突起［101］.为多方位获得详细信息，达到取长补短的目的，开展Raman光谱与其他先进技术联用的研究势在必行.光导纤维技术可在联用耦合方面发挥关键作用［10 2,103］，如将表面Raman光谱技术与扫描探针显微技术进行实时联用［104］.针对性的联用技术可望较全面地研究复杂体系并准确地解释疑难的实验现象，为各种理论模型和表面选则定律提供实验数据, 促进谱学电化学的有关理论和表面量子化学理论的发展.可以预见,在不久的将来，随着表面检测技术的快速发展，SERS及其应用于电化学的研究将进入一个新的阶段.红外光谱的原理及应用(一)红外吸收光谱的定义及产生分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。