光谱解析教学大纲解析
光谱分析讲义
第一章光谱分析的原理一、光谱和光谱分析1、光的本质光有粒子性，又有波动性，它的本质是粒子性的，波动性只是它的某些表现。
研究表明，光、电、磁现象密不可分，光、电、磁现象都是粒子运动时，受自然力作用影响，温度发生变化产生的不同效应。
它们都是我们可以观察到的物质结构间通过粒子运动传递能量现象，有着明显的共同性原理。
这三种现象是粒子流温度差异造成的，其中光效应是温度相对较高的粒子流，电效应次之，磁效应是温度相对较低的粒子流。
根据以上分析，光的本质又可称为是电磁波，根据电磁波波长范围不同，可分为通讯波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线和宇宙线等。
图1-1 电磁波的波长范围2、光速、频率和波长光速：是光在真空中的传播速度；C=3×105 m/s，C=λ·f，其中：λ为光的波长，f为光的频率。
光在真空中的传播速度是固定不变的。
3、光的色散光的颜色是由光波波长所决定的，一定波长的光线射到眼里就生成一定色的感觉。
可见光的波范围是：380—780nm。
白光是是由许多种波长的光按一定比例混合而成的，透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。
其波长范围为：红640—780nm橙640—610nm黄610—530nm绿505—525nm蓝505—470nm紫470—380nm其中红光波长最长，紫光波长最短，中间各种色光由红到紫递减。
单色光：只有一种波长，不能再行分解的光叫做单色光；复色光：含有若干种波长成份的混合光就叫做复色光。
光的色散：复色光分解成单色光的现象，叫做光的色散。
光谱：由色散形成的光按一定次序排列的光带叫做“光谱”。
4、光谱的分类光谱又分为发射光谱、吸收光谱和荧光光谱。
发射光谱：因物质的原子、离子或分子由较高能态向较低能态或基态跃迁而产生的光谱，称为发射光谱。
由发光体所发出的光直接得到的光谱都是发射光谱。
吸收光谱：物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态过渡到较高的能态，这种因物质对辐射的选择性吸收而得到的原子或分子光谱，称为吸收光谱。
有机化合物的光谱解析实验教案
有机化合物的光谱解析实验教案有机化合物的光谱解析实验教案一、实验目的：1.学习并掌握光谱解析的基本原理和方法。
2.通过实验，观察有机化合物的红外光谱、核磁共振氢谱和质谱，解析其结构特征。
3.培养学生对有机化合物光谱解析的实际操作能力和结构推断能力。
二、实验原理：光谱解析是利用物质吸收光、发射光或散射光的波长与强度，来确定物质的结构和组成的一种方法。
在有机化合物光谱解析中，常用的光谱技术包括红外光谱（IR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）和质谱（MS）。
1.红外光谱（IR）：利用不同化学键或基团在红外区域的吸收特性，研究有机化合物的分子结构。
不同类型的化学键或基团在红外光谱中表现出独特的吸收峰。
2.核磁共振氢谱（1H-NMR）：利用核磁共振原理，研究有机化合物中氢原子（或其他原子）的化学环境。
不同类型的氢原子在核磁共振谱中表现出不同的化学位移。
3.质谱（MS）：通过离子化样品并测量其质量-电荷比，研究有机化合物的分子量、分子式和分子结构。
在质谱中，不同的分子结构会产生不同的碎片离子，这些离子可用于推断分子结构。
三、实验步骤：1.准备试剂与仪器：准备好待测有机化合物、红外光谱仪、核磁共振谱仪、质谱仪等实验器材和试剂。
2.样品处理：将待测有机化合物进行适当处理，以便进行光谱分析。
例如，对于固体样品，可能需要使用KBr压片或溶解在适当溶剂中。
3.红外光谱分析：将处理后的样品放入红外光谱仪中，采集红外光谱数据。
记录各个吸收峰的位置与强度。
4.核磁共振氢谱分析：将处理后的样品放入核磁共振谱仪中，采集1H-NMR数据。
记录各个峰的化学位移与相对强度。
5.质谱分析：将处理后的样品放入质谱仪中，采集质谱数据。
解析各个碎片离子的质量与电荷比，结合其他光谱数据推断分子结构。
6.数据处理与结构推断：根据采集到的光谱数据，结合已知的化合物信息，推断化合物的可能结构。
对比已知数据，验证推断结构的准确性。
7.撰写实验报告：记录实验过程、数据和结论，撰写实验报告。
263U12A光谱分析解析
《光谱分析》课程教学大纲一、课程基本情况课程编号263U12A 学分 2周学时 2 总学时34 学时分配：（讲课17+自主学习17）课程类别：专业方向选修课适用专业化学、应用化学、材料类相关专业方向选修课先修课程无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、大学物理二、教学方法课堂教学与自主学习、探究式学习相结合三、教学目的与基本要求掌握光谱分析法的分类、原理和仪器；掌握实验条件和测量条件的选择；理解物质与光的相互作用和对光的选择性吸收；学会在实验中选择适宜分析方法；了解电磁辐射分类及相应的电磁波谱分析法；了解光谱分析法若干新技术，在前续课程特别是仪器分析课程基础上，重点以分子和原子光谱分析的最新进展为背景，介绍原子荧光、X射线荧光、拉曼光谱、近红外光谱、圆二色谱、光声光谱，激光和光纤技术在光分析和光传感器中的应用，以及计算机和数学原理在光谱信号分析处理中的应用等相关的前沿领域和应用前景。
四、主要内容及学时分配1、绪论（2学时）电磁辐射分类及相应的电磁波谱分析法，物质与光的相互作用，光谱分析的概况，分类、基本原理、仪器主要组成、应用领域等。
2、分子和原子吸收光谱（6学时）分光光度法，紫外光谱，原子吸收光谱，红外光谱，拉曼光谱。
重点介绍近红外光谱和拉曼光谱，与其它仪器的联用技术，以及在新材料和生命科学中的应用。
3、原子发射光谱（2学时）原子发射光谱基本原理、仪器组成与进展、与质谱仪联用技术及应用。
4、分子、原子和X-射线荧光光谱（4学时）分子、原子和x-射线荧光光谱的基本原理、仪器组成和应用。
5、圆二色谱和光声光谱（4学时）圆二色谱和光声光谱的基本原理、仪器组成和应用。
6、激光在光谱分析中的应用（3学时）激光发光原理、常用激光器、激光的特点，激光光源在光谱分析中的应用。
7、光纤与光传感器（3学时）光纤基本原理及其在光分析中的应用。
常用的光传感器及其原理和应用。
8、光谱解析和信号处理（8学时）光谱解析和信号处理常用的数学工具如傅立叶变换、线性拟合、卷积与退卷积、小波变换等。
光谱分析课程设计
光谱分析课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握光谱分析的基本原理、方法和应用，能够运用光谱分析解决实际问题。
具体目标如下：1.了解光谱的基本概念和特性；2.掌握光谱分析的基本原理和方法；3.熟悉光谱分析在各个领域的应用。
4.能够正确使用光谱分析仪器进行实验操作；5.能够分析光谱图，提取有效信息；6.能够运用光谱分析解决实际问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生的科学探究精神，提高对光谱分析的兴趣；2.培养学生珍惜实验数据，注重实证研究的意识；3.培养学生关注光谱分析在生产、科研和生活中的应用，提高综合素质。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光谱分析的基本原理、方法和应用。
具体安排如下：1.光谱的基本概念和特性：介绍光谱的定义、分类和产生原理；2.光谱分析的基本原理：讲解光谱分析的物理基础和数学处理方法；3.光谱分析的方法：介绍光谱仪器的结构、原理和操作方法；4.光谱分析的应用：阐述光谱分析在各个领域的应用实例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：讲解光谱分析的基本原理、方法和应用；2.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养解决问题的能力；3.案例分析法：分析光谱分析在实际案例中的应用，加深学生对知识的理解；4.实验法：让学生动手操作光谱仪器，提高实验技能和实证研究能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光谱分析教材，为学生提供系统、科学的知识体系；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识面；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性；4.实验设备：准备充足的光谱仪器设备，确保学生能够充分进行实验操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式相结合的方法。
具体安排如下：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以体现学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量作业，评估学生的知识掌握和运用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能、数据处理和分析能力；4.考试：设置期中、期末考试，全面测试学生的知识水平和运用能力。
高中化学 《有机化合物光谱分析实验》教学大纲
有机化合物光谱解析实验指导一、前言有机化合物光谱解析实验是有机化合物波谱解析课的重要组成部分，内容包括紫外-可见光谱法、红外光谱法、核磁共振波谱法及质谱法等演示实验。
其主要目的是使学生掌握紫外可见分光光度计、红外波谱仪、核磁共振波谱仪及质谱仪等有机分析仪器的实验基础知识和基本操作技能，加深学生对课堂上所学的紫外-可见光谱法、红外光谱法、核磁共振波谱法及质谱法在有机分子结构分析中的应用等理论知识的理解并使其掌握的更加牢固。
培养学生具有一定分析问题和解决问题的能力，为后续课程和将来从事药学科研工作奠定良好的基础。
通过有机化合物波谱解析实验，学生可了解紫外-可见光谱仪的工作原理及构造，掌握有机化合物的紫外-可见光谱测定，通过最大吸收峰位及强度判断共轭体系的类型；溶剂的性质对吸收光谱的影响。
掌握有机化合物的红外光谱测定技术及解析方法。
了解傅立叶变换红外光谱仪的性能指标及检查方法、工作原理及构造。
掌握有机化合物的核磁共振氢谱和碳谱的解析方法；熟悉质子化学位移、积分、偶合常数的测量；了解核磁共振1H-NMR谱、13C-NMR谱、DEPT谱、HHCOSY谱、HMQC谱、HMBC谱的测定技术；ARX-300MHz超导核磁共振波谱仪的构造及工作原理。
掌握有机化合物的基本裂解规律，推断化合物的分子量（分子式）及其可能裂解途径；了解气相色谱－质谱联用仪的基本构造、工作原理和测试方法；气相色谱－质谱联用技术对混合组分的分离和鉴定的方法等。
二、实验方法紫外-可见光谱法：紫外-可见光谱仪的性能检查。
有机化合物的紫外-可见光谱测定和解析。
红外光谱法：傅立叶变换红外光谱仪性能检查。
阿司匹林的红外光谱测定和解析。
核磁共振波谱法：ARX-300MHz超导核磁共振波谱仪的构造及功能介绍。
阿魏酸的1H-NMR谱、13C-NMR谱、DEPT谱、HHCOSY谱、HMQC谱、HMBC核磁共振谱测定和解析。
质谱法：GC-MS QP5050A气相色谱质谱联用仪的构造及功能介绍；有机化合物的质谱测定和解析。
《光谱分析》教学大纲
《光谱分析》教学大纲（理论课程及实验课程适用）一、课程信息课程名称（中文）：光谱分析课程名称（英文）：Spectroscopic Analysis课程类别：专业主干课课程性质：必修计划学时：40（其中课内学时：40，课外学时：0）计划学分： 2.5先修课程：分析化学选用教材：武汉大学分析化学下册（第五版）开课院部：化学与环境工程学院适用专业：工业分析课程负责人：张越非课程网站：二、课程简介（中英文）《光谱分析》是工业分析专业的必修主干专业课。
通过本课程的学习，使学生掌握各种光谱仪器分析方法的基本原理、特点、适用范围和使用方法，具有应用仪器进行分析操作的基本技能。
该课程是在完成教学计划规定的公共、基础和技术基础课教学之后开设，它为以后的专题实验、毕业实习及毕业设计等教学环节奠定基础。
本课程的任务是使学生掌握各种光谱分析方法的原理、特点及其应用。
为学习有关的后继课程和将来的工作打好必要的基础，初步学会应用所学的知识解决一些简单的实际问题。
同时结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。
Spectroscopic analysis is one kind of most important instrumental analysis. Today, there is a wide and impressive array of powerful and elegant tools for obtaining qualitative and quantitative information about the composition and structure of matter. Students of chemistry, physics, the life sciences, forensic science, and environmental science must develop an understanding of these instrumental tools and their applications to solve important analytical problems in these fields.When instrument users are familiar with the fundamental principles of operation of modern analytical instrumentation, they then will make appropriate choices and efficient use of these measurement tools. There are often a bewildering number of alternative methods for solving any given analytical problem, but by understanding the advantages and limitations of the various tools, users can choose the most appropriate instrumental method and be attuned to its limitations in sensitivity,precision, and adduracy.in addition, knowledge of measurement principles is necessary for calibration, standardizations and validation of spectroscopic instrumental methods. It is therefore our objective to give undergraduate students a thorough introduction to the principles of spectroscopic analysis, including all kinds of atomic spectroscopic, molecular spectroscopic methods. By carefully studying this text, students will discover the types of spectral instruments available and their strengths and limitations.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1 工程知识2 问题分析对试样的来源及分析对象及分析任务作系统分析M3 设计/开发解决方案能就未知试样提出合理的分析测试方法M4 研究会分析问题并结合现代分析技术研究开发新试剂的分析测试方法M5 使用现代工具会选择使用现代测试仪器和工具H6 工程与社会7 环境和可持续发展将分析用于环境监测中H8 职业规范9 个人和团队10 沟通11 项目管理12 终身学习注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。
有机化合物光谱分析实验教学大纲10-11-1
有机化合物波谱解析学实验教学大纲（2010-2011学年，第1学期）课程编号：10080041课程英文名：Spectra analysis of organic compounds课程性质：专业选修课程类别：专业选修课学时学分：总学时54 总学分 2.5 实验学时18先修课程：有机化学适用专业：药学开课单位：药学院中药与天然药物研究所实验项目总数 4一、实验目的及要求(1)熟悉紫外、红外、质谱和核磁共振仪的构造和工作原理；(2)了解利用紫外、红外、质谱和核磁共振仪的样品处理及测试过程；(3)利用上述测试得到的波谱数据，解析未知化合物的结构。
三、教材及参考书：教材：有机化合物波谱解析实验指导。
自编，2007。
其他参考书：1、姚新生。
有机化合物波谱解析。
北京：中国医药科技出版社，2005。
2、宁永成。
有机化合物结构鉴定与有机波谱学。
北京：科学出版社，2002。
四、考核方式：平时实验报告成绩、综合解析和实验操作综合评分（实验报告格式见附件1-4）五、所在实验室及主要仪器设备：（一）实验室名称：暨南大学中药及天然药物研究所（二）主要仪器设备：紫外-可见分光光度仪(JASCO V-550)、红外光谱仪(JASCO FT/IR- 480)、质谱仪(FINNIGAN LCQ Advantage MAX)、核磁共振仪(Bruker AV 400)本大纲主笔人：李药兰张晓琦高昊审核人：2010 年 9 月 1 日附件1：实验一、化合物紫外光谱及摩尔吸光系数的测定实验目的与要求1.熟悉紫外-可见光谱仪的构造和工作原理；2.了解紫外-可见光谱仪的样品处理及测试过程；3.测定化合物的紫外特征吸收光谱，计算化合物的摩尔吸光系数，运用光谱学知识解释上述特征吸收的电子跃迁类型。
实验仪器JASCO V-550紫外可见光谱仪、比色杯一对、万分之一电子天平、移液枪操作过程（自行记录）问题1、为什么要进行基线校正？2、化合物的特征吸收有哪些？分别对应的摩尔吸光系数是多少？它们分别属于那种电子跃迁类型？附件2：实验二、化合物红外光谱的测定实验目的与要求1.熟悉红外光谱仪的构造和工作原理；2.了解红外光谱的样品前处理及测试过程；3.测定化合物的红外光谱，运用光谱学知识推断化合物中可能含有的官能团。
光谱解析教学大纲解析
光谱解析教学大纲适用本科药学专业审定人：田燕教研室主任：田燕学院负责人：姚继红大连医科大学教务处2004年7月光谱解析教学大纲适用本科药学专业一、课程简介《光谱解析》是研究四大光谱（紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱）应用于有机化合物结构确定及有关知识的科学。
从天然物质中提取，分离得到的有机化合物，都需要确认其结构。
光谱解析是应用紫外光谱，红外光谱，核磁共振谱，质谱等波谱技术测定有机化合物的结构，这些测试手段的出现与应用，使有机分子的结构测定更加准确，快速和简便，而且用量少，常在毫克乃至毫微克水平。
对于新化合物的结构确定，需要以上光谱综合起来分析，也可用于判断未知物是否为某个已知化合物。
首先查阅原始文献或有关手册获得已知物的标准光谱图或光谱数据，然后与测得的未知物的光谱图或光谱数据进行对照。
本课程要求学生重点掌握四大光谱进行结构确定的原理及利用其综合解析有机化合物结构的方法。
了解光谱学发展的最新动态和技术，培养学生分析问题和解决问题的能力。
本大纲依据大连医科大学出版的《光谱解析》（田燕主编）校内教材制订，理论学时数36,总学时为36。
本课程是药学专业的指定必修课。
二、教学内容与要求第一章紫外光谱一、基础知识二、推测不饱和化合物入max峰位的经验规则三、紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用掌握：1.掌握紫外一可见光谱的基本定义，Lambertt —beer定律。
2.掌握共轴体系越长，吸收峰的波长也越长的道理3.会计算共轴烯轻，a、6不饱和醛、酮、酸、酯及某些芳香化合物的最大吸收波长（入max）。
熟悉：1.了解电磁辐射能与分子吸收光谱类型之间的关系。
2 .了解电子跃迁类型、发色团类型及其与紫外光吸收峰波长的关系。
3.了解溶剂对兀一兀*及n—兀*跃迁的影响。
4.计算最大摩尔吸光系数（£ max）。
了解：紫外光谱（ultraviolet spectra）住有机化合物结构分析中的应用。
第二章红外光谱一、基础知识二、红外光谱中的重要区段三、红外光谱在有机化合物结构分析中的应用掌握：1.掌握吸收峰的位置与分子振动能级基频跃迁的关系；从简单的双原子分子的物理模型一弹簧谐振子体会振动频率与化学键力常数和折合质量的关系。
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光谱解析教学大纲
适用本科药学专业
审定人：田燕
教研室主任：田燕
学院负责人：姚继红
大连医科大学教务处
2004年7月
光谱解析教学大纲
适用本科药学专业
一、课程简介
《光谱解析》是研究四大光谱（紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱）应用于有机化合物结构确定及有关知识的科学。
从天然物质中提取，分离得到的有机化合物，都需要确认其结构。
光谱解析是应用紫外光谱，红外光谱，核磁共振谱，质谱等波谱技术测定有机化合物的结构，这些测试手段的出现与应用，使有机分子的结构测定更加准确，快速和简便，而且用量少，常在毫克乃至毫微克水平。
对于新化合物的结构确定，需要以上光谱综合起来分析，也可用于判断未知物是否为某个已知化合物。
首先查阅原始文献或有关手册获得已知物的标准光谱图或光谱数据，然后与测得的未知物的光谱图或光谱数据进行对照。
本课程要求学生重点掌握四大光谱进行结构确定的原理及利用其综合解析有机化合物结构的方法。
了解光谱学发展的最新动态和技术，培养学生分析问题和解决问题的能力。
本大纲依据大连医科大学出版的《光谱解析》（田燕主编）校内教材制订，理论学时数36，总学时为36。
本课程是药学专业的指定必修课。
二、教学内容与要求
第一章紫外光谱
一、基础知识
峰位的经验规则
二、推测不饱和化合物λ
max
三、紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用
掌握：
1．掌握紫外—可见光谱的基本定义，Lambertt —beer定律。
2．掌握共轭体系越长，吸收峰的波长也越长的道理
3．会计算共轭烯烃，α、β不饱和醛、酮、酸、酯及某些芳香化合物的最大吸收波长(λmax)。
熟悉：
1．了解电磁辐射能与分子吸收光谱类型之间的关系。
2．了解电子跃迁类型、发色团类型及其与紫外光吸收峰波长的关系。
3．了解溶剂对π一π*及n—π*跃迁的影响。
4．计算最大摩尔吸光系数(εmax)。
了解：紫外光谱(ultraviolet spectra)在有机化合物结构分析中的应用。
第二章红外光谱
一、基础知识
二、红外光谱中的重要区段
三、红外光谱在有机化合物结构分析中的应用
掌握：
1．掌握吸收峰的位置与分子振动能级基频跃迁的关系；从简单的双原子分子的物理模型—弹簧谐振子体会振动频率与化学键力常数和折合质量的关系。
2．掌握吸收峰的数目与分子自由度的关系，吸收峰强度与分子偶极距及跃迁几率的关系。
3．掌握红外光谱(Infrared spectra)解析的重要区段及主要官能团特征吸收频率；芳香化合物与脂肪族化合物红外光谱的区别。
熟悉：红外光谱的基本振动形式、有机物红外光谱的解析、拉曼光谱与红外光谱的关系。
了解：
1．了解分子振动能级与红外光谱的关系。
2．了解红外光谱在有机化合物结构分析中的用途。
3．了解Fourier变换红外光谱的基本原理。
第三章核磁共振
一、核磁共振的基础知识
二、氢核磁共振（1H-NMR)
三、碳核磁共振(13C-NMR)
四、二维核磁共振(2D-NMR)
掌握：
1．能够识别磁不等同的氢或碳核，在1H-NMR 谱中能根据裂分情况及偶合常数大小，结合化学位移判断低级偶合中相邻基团的结构特征，并能初步识别高级偶合系统。
2．掌握常见13C-NMR谱的类型及其特征。
熟悉：
1．熟悉发生核磁共振的必要条件及其用于有机化合物结构测定的基本原理。
2．熟悉核的能级跃迁与电子屏蔽效应的关系以及哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移值初步推测氢或碳核的类型。
了解：
1．了解脉冲傅里叶变换核磁共振(pulse fourier transform NMR，简称PFT-NMR)测定方法的原理。
2．了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件以及简化图谱的方法，并能综合应用谱图提供的各种信息初步推断化合物的正确结构。
3．初步了解2D-NMR测定的基本原理及主要
类型相关谱(COSY spectra)的解析方法。
第四章质谱
一、质谱的基本原理
二、质谱中的主要离子
三、离子开裂类型
四、基本有机化合物的质谱
五、质谱解析程序
掌握：
1．掌握判断分子离子峰的原则，并能根据同位素峰的强度或高分辨质谱仪给出的分子离子峰推测分子式。
2．掌握简单开裂、重排开裂及复杂开裂规律，并能运用上述规律解析一些主要类型化合物的质谱。
3．掌握电子轰击法、化学电离法的原理。
熟悉：质谱解析程序，并能根据质谱推测常见化合物的结构。
了解：
1．了解质谱的基本原理。
2．了解场解吸法、快原子轰击法等的原理。
第五章综合解析
一、有机化合物结构分析的一般程序
二、分子式的确定方法
三、分子中不饱和单位的计算方法
四、结构式的确定
五、综合解析练习
掌握：利用四大光谱解析未知化合物的分子式。
熟悉：能够综合运用所学的波谱知识，进行有机化合物的结构分析。
了解：有机化合物结构分析的一般程序。
四、教学时数分配
理论课学时分配
五、执行大纲的几点说明
本大纲内容依据校内教材《光谱解析》内容的更改随时修订。