1、振动光谱学实验技术的历史发展

振动光谱学实验技术的历史发展

1. 引言

本文聚焦于振动光谱学实验技术的历史发展。从1800年威廉·赫歇尔爵士发现红外区域，到1945年格哈德·赫茨伯格总结红外和拉曼光谱学的成果，这一时期奠定了分子振动光谱学在红外和拉曼区域的实验技术与理论基础。此后，特别是二战后，红外和拉曼光谱学迎来了多个重要的实验进展阶段，应用范围不断扩大。自20世纪60年代中期起，又涌现出一些新的振动光谱学方法，各自有着重要且特定的应用领域。

2. 奠基时期：至1945年

2.1 红外光谱学：实验技术的发展

红外区域作为第一个不可见的电磁光谱区域，由天文学家威廉·赫歇尔爵士在1800年发现。他在天文观测太阳时，因光与热的不均衡分布产生猜测，进而通过实验发现了红外区域。他用玻璃棱镜将太阳光色散，用涂黑的水银温度计测量不同位置的热量分布，发现温度最大值出现在可见光谱红色端之外。

早期的红外研究面临诸多挑战，如需要更灵敏的温度测量方法、更好的红外透射材料和方便的实验室热源。1822年塞贝克发现热电效应，制作了锑/铋热电偶和早期的热电堆；1825年诺比利进一步改进了热电堆；1833年迈洛尼用热电堆和岩盐窗片研究了多种材料对红外辐射的透射情况，发现岩盐效果显著。

19世纪50年代，约翰·廷德尔用热电堆和岩盐窗片系统测量了多种气体和液体对未色散红外辐射的透明度，他率先从分子振动角度解释红外吸收。1840年，约翰·赫歇尔（威廉·赫歇尔之子）用太阳辐射、玻璃棱镜和酒精蒸发检测法测量了近红外吸收带；迈洛尼用岩盐棱镜首次观察到中红外吸收带。

1880年，塞缪尔·P·兰利为提高分辨率设计了小尺寸、低热容量的测辐射热计，其灵敏度比迈洛尼的热电堆