光谱技术论文范文10篇

光谱技术论文范文篇1

现代近红外光谱分析是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。近红外光谱之所以成为一种快速、高效、适合在线分析的测试技术，是由其鲜明的技术特点决定的，主要表现在：（1）分析速度快。由于光谱的测量过程一般可在lmin内完成，因此，通过建立的校正模型可迅速测定出样品的组成或性质。（2）分析效率高。通过一次光谱的测量和已建立的相应校正模型，可同时对样品多个组成或性质进行测定。（3）使用方便，分析成本低，测试重现性好。（4）便于实现在线分析。由于近红外光在光纤中良好的传输特性，通过光纤可以使仪器远离采样现场，另外通过光纤也可测量恶劣或危险环境中的样品。

2近红外光谱分析技术在煤化工行业中的应用

煤炭作为我国的主要能源，对我国国民经济的发展起着极其重要的作用。随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对于煤炭的利用和研究也越来越广泛和深入。近年来，如何更加合理、洁净、有效地利用煤炭，是目前煤化学研究领域中所面临的一个重要问题。由于近红外光谱分析技术具有效率高、成本低等自身的优点而备受煤化学工作者的青睐。

2.1近红外光谱分析技术在煤化学结构研究中的应用

近年来很多学者对煤结构的研究虽已做了大量的基础工作，但仍然存在一些争论，部分原因就是煤的非晶态及不均一结构。对煤中某些官能团归属的确认及分析，对煤的反应性研究具有重要的理论和实用意义。随着光栅红外的退出，傅立叶变换红外以其高分辨率和对数据的处理能力的大幅提高，使以前一些含糊不清的，甚至有可能产生错误概念的结论被重新确认和改写。FT-NIR分析技术采用模型化合物对标准浓度确定的方法，对影响煤反应性的官能团进行定量分析，如煤中的烃基、芳氢与脂氢的比例、煤中的含氧官能团、CH2的链长等方面，这一方法的优点是一旦有一条高质量的标准曲线，对任一样品中官能团的浓度就可以快速准确地进行标定。

琚宜文等应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对不同类型构造煤结构成分的应力效应进行了分析。结果表明在各类构造煤中，芳香结构、脂肪结构以及含氧官能团的结构成分吸收频率几乎一致，但吸收峰的强度却不相同，这正是在构造应力作用下构造煤变形程度及变形机制不同所引起的。在低、中和高煤级变质变形环境形成的不同类型构造煤中，随着构造变形的增强，富氢程度降低，富氧程度也越来越低，而缩合程度增高，但不同类型构造煤结构成分的含量变化又有区别。该法应用于构造煤结构成分应力效应的研究，取得了较满意的效果。

李荣西应用显微傅立叶红外光谱对一煤源岩样中的荧光镜质体、角质体和树脂体进行了分析测试，并采用红外光谱分谱技术，应用计算机曲线拟合方法对其化学结构和生烃性进行了定量分析研究。结果表明镜质体含有较高的C=O结构，而角质体和树脂体含有较高的脂肪烃(CH2+CH3)结构，煤岩单组分化学结构特征决定了它们具有不同的生烃特征。

褚廷湘等对不同温度下的氧化煤样通过红外光谱分析其微观结构及特征，得到煤样在不同低温氧化阶段的基团变化，从微观角度掌握煤样氧化过程的变化规律。通过对唐口煤矿1302工作面煤样的低温氧化和红外光谱分析，得到唐口煤矿煤样在低温氧化阶段的自燃倾向性和氧化过程中微观结构的变化规律，该成果为制定矿井内火灾的防治技术提供了科学依据。

2.2近红外光谱分析技术在煤质分析中的应用

近红外光谱技术具有快速、在线、绿色、廉价等优势可以在不破坏煤样的基础上同时对入厂电煤或入炉电煤的热值、水分、灰分及挥发分等进行检测，也可以按产地对电煤进行实时模式分类。因此，有效地将近红外技术应用在电煤在线快速检测上，一方面，可以解决传统化学方法费时、费力的问题，效率提高显著；另一方面，相对于同类γ射线产品价格便宜近十倍，有助于广泛快速地推广。丁仁杰等通过对元宝山电厂实际用煤的实验，介绍了结合偏最小二乘方法和近红外技术，对煤质指标：水分、灰分、挥发分和热值等进行建模的过程，并证明了其可行性。同时针对电煤建模特点，进一步介绍了先定性后定量建模预测的方法。

燃煤发热量是动力用煤的重要质量指标，也是锅炉运行的一个重要的参考参数。在煤质的研究中，因发热量（干燥无灰基）随煤的变质程度成较规律的变化，所以根据发热量可粗略地推测与变质程度有关的一些煤质特征，如粘结性、结焦性等。因为近红外光谱分析方法对含C-H的有机物比较敏感，而且发热量与挥发分之间有一定的相关性，所以从理论上讲，近红外测发热量可行。李凤瑞等将近红外分析技术应用于煤质在线分析，对某些标准煤样的近红外光谱进行了阅读分析，并采用多元线性回归方法对数据进行分析和处理，建立了多元线性模型，由此得出煤质发热量的预测值与人工化验标准值之间的相关系数为0.92，所建模型的定标标准差为1.58。

2煤转化产物主要为烃类化合物，官能团为C－H，特别适合于做近红外光谱分析。近红外光谱可以快速分析煤直接液化产品、液体产物以及精制后馏分的组成及物化性质，如汽油的辛烷值(RON、MON)、馏程、密度、雷氏蒸汽压、汽油PIONA组成（链烷、异构烷、烯烃、环烷和芳烃）、航煤冰点、柴油凝点、十六烷值、闪点、沥青含量等。

张铭金等采用毛细管气相色谱/傅立叶变换红外光谱-色谱保留指数(GC/FTIR-RI)联合解析技术，研究了高温煤焦油重油馏分的化学组成。分别从重油馏分300～330℃和330～360℃中分离并鉴定出70和61种化合物，了解到不同配煤工艺对煤焦油组成与性能的影响，从而获得了一些有意义的结果，为煤焦油的集中加工和新产品开发提供了重要依据。

3结束语

近红外光谱在我国的发展较晚，经过仪器工作者的努力和与国外的交流的日益增多，特别是近年来在各领域的应用效益，人们对近红外光谱技术的认识越来越来深刻，随着近红外光谱技术的进一步开发，其在我国的应用越来越广泛。

参考文献：

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[5]李荣西.煤源岩单组分化学结构及生烃性定量分析.石油实验地质，2001，23(1):84-88.

[6]褚廷湘，杨胜强，孙燕等.煤的低温氧化实验研究及红外光谱分析.中国安全科学学报，2008，18(1)：171-178.

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[9]张铭金，沈士德，陈诵英.毛细管气相色谱/傅立叶变换红外光谱分析高温煤焦油中的重油馏分.色谱，2000，18(3):241-247.

光谱技术论文范文篇2

1讲清原理，帮助学生将“四谱”知识上升到理性认识。“四谱”中的三谱UV、NMR和IR即是分子内部运动的光性性质的反眏。而其吸收峰的出现位置与分子中原子或基团的电子云分布和密度及成键方式有关。而吸收光谱的产生是由于电磁波与物质分子相互作用，引起分子吸收特定频率的电磁波，导致分子能级的跃迁，即产生吸收光谱。如引起分子电子能级跃迁的光谱称红外光谱(IR)；引起分子中自旋核能级跃迁的吸收光谱称为核磁共振谱(NMR)；引起分子中振动和转动能级跃迁的光谱称为(IR)。但无论何种吸收光谱都是由于光物质分子吸收能量，分子中的电子或自旋状态或振动或转动由低能态(基态)跃迁到高能态(激发态)而产生的，即任何一种跃迁形式主要由基态、激发态键的强度、电子云密度等所决定。因此我们在讲四谱知识时，首先抓住利用电子效应理论，把握波普分析的知识脉搏，把掌握知识的源头上升到理性。电子效应主要通过诱导效应、共轭效应(π-π、p-π、σ-π、σ-p)改变整个分子内部能量状态，使基态、激发态键强度同时增大或减小；其中某一种状态键强度增大或减小。因此，应用电子效应，很容易判断非共轭及共轭有机化合物的紫外吸收光谱的最大吸收波长及强度，利用电子效应同样可分析不同原子和官能团在IR和NMR图谱中吸收峰出现的位置。抓住电子效应的纲，就使波谱分析的目张。

2在波谱分析中进行类比教学，找出相关官能团的异同点。不同类型的化合物常有相同或相关的官能团，故在教学中发现学生对不同化合物的光谱特征吸收峰经常混淆，易张冠李戴。学生在学习中往往只会机械记忆某一化学键特征峰，缺乏整体分析联系对比，这就需要教师在教学中注重这方面的训练和培养。运用联系对比分析的教学方法可使学生系统掌握理解更多的光谱知识，为提高学生识图解图能力打下良好的基础。如羧酸和醇中都有O-H键的红外吸收峰，而醇中无＞C=O键的吸收峰，故据有无羰基的吸收峰可对醇和羧酸进行鉴别，又如脂肪胺和芳胺均有氨基的红外吸收峰，但根据有无芳环的特征吸收峰可对二者鉴别等等。通过联系对比的教学方法，学生既能看到它们的相同点，又看到其不同点，最终使学生思路开阔，思维清晰，提高了学生分析问题和解决问题的能力。

3进行开放实验，提高学生识谱能力。“四谱”教学仅从课堂上讲授理论要使学生掌握知识远远不够。必须通过加大实践课堂的教学环节、通过学生把综合实验合成的有机产品、毕业论文合成的产品、利用节假日及课余时间随老师做科研项目的产品在仪器分析的开放实验室在老师指导下进行测定，分析解图，培养学生理论联系实际的能力，提高学生综合分析和解决问题能力。为此我们结合教学实践和科研工作，自己编写了一份“波谱解析实验”讲义，在其中的10个实验中涵盖了“四谱”内容，让学生逐一训练，并将综合实验的产品、毕业论文实验产品和学生随老师教学科研项目实验产品进行四大光谱实验综合分析、鉴定结构，从而为他们后续从事科研工作奠定了扎实基础。

4借助多媒体教学手段，提高波普分析课程教学质量。随着计算机技术的迅猛发展，多媒体教学软件作为课堂教学的主要工具已彰显出其优异的教学效果。由于其教学信息量大、效率高、表达形式直观明了，已成为完成有机波谱分析教学难点的新趋势和重要手段。我们考虑到有机波谱解析课程中有些知识难点使用传统板书教学方法难以表达清楚，根据课程特点及规律，对“四谱”教学自制了CAI教学软件，教师可根据实际情况充分利用计算机动画效果进行形象直观教学。课件制作内容主要包括文本、图像、动画、影像、声音等，图片或图像模块中包合有较多的二维或三维动画，这样的教学方式起到了事半功倍的教学效果。我们还通过看全国名校如南京大学、北京大学、兰州大学、中山大学等校制作的“四谱”实验操作录像，帮助学生掌握“四谱”教学知识。综上所述：由于有机波谱分析是一门新兴的边沿学科，其内容抽象繁杂、信息量大、涉及知识面广、内在规律性不强、具有大量的经验数据，对没有基础从未接触过该方面知识的初学者来说往往感到枯燥无味，学习中感觉不知所措、无从下手，也是有机化学学习中的重难点。在进行上述多项教学改革的同时，结合兄弟院校的经验，尤其是充分利用计算机动画效果等Flash软件功能和“四谱”录像进行辅助教学，取得了优良的教学效果。同时我们还利用我校校园网，建成了该门课程的辅助网站，学生可充分利用网站内的电子教案、多媒体课件、名校的教学录像及习题进行课后学习。任课老师还可在网站上答疑辅导。由于我们进行了多项教学改革，使学生在有机波谱分析课的学习中学有兴趣，成效显著。

本文作者:张来新赵卫星工作单位:宝鸡文理学院

光谱技术论文范文篇3

关键词:化学需氧量;环境监测;综述

化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892-89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914-89)。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr)适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。

1标准法的改进

1.1消解方法的改进

为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。

1.1.1替代催化剂的研究重铬酸钾法所用的催化剂Ag2SO4价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流时间仍较长。Ce(SO4)2与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4-Ce(SO4)2复合催化剂代替Ag2SO4[1],测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。

1.1.2微波消解法如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4和Ag2SO4测定COD的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。

与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[3]。专著[4]对此作了较全面的总结。

1.1.3声化学消解法尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[5]。钟爱国[6]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量,COD测定范围150mg·L-1～2000mg·L-1,标准偏差≤615%,加标回收率96%～120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min时,低频(20kHz)、适当高的声强(80W·cm-2)有利于水样的完全消化。

1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基(·OH),从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出纳米ZnO和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2Cr2O7氧化剂、纳米TiO2光催化剂测定COD[8]。通过光催化还原K2Cr2O7生成的Cr3+浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。

1.2测定方法的改进

1.2.1分光光度法分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质,Cr6+还原为Cr3+,英语论文利用分光光度计测定Cr6+或Cr3+来实现COD值测定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。

1.2.2电化学分析法

(1)库仑法库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定,根据消耗的电量求得剩余K2Cr2O7量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L～1000mg/L;测量时间30min～60min,测量误差≤±5%FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。

(2)电解法此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[9,10]。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[11]。仪器测量范围从1mg/L～10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min～6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。

(3)其他电化学分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD值的方法。Belius2tiu[13]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势,对水样中COD值进行测定。赵亚乾[14]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。

Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[16]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解体系中过量的Cr6+,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[17]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。

.2.3化学发光法根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3+浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下,Luminol-H2O2-Cr3+体系产生很强的化学发光的原理,文献[18,19]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。

1.2.4紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长),直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳(TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。

2自动在线分析技术

流动分析(FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[21]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。

Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱-流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6+保留在阴离子交换树脂上,Cr6+经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。

尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[23]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%～11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX-PEM-WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。

Yoon-Chang[24]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[25]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应,KMnO4还原为Mn2+并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-

4通过微型柱废弃。吸附在微型

柱上的Mn2+被洗脱出来使用H2O2发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。

基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输

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光谱技术论文范文篇4

关键词：药学专业；仪器分析课程；教学改革

药学学科是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业，它承担着确保药品的安全和有效使用的职责。主要课程包括无机化学、有机化学、生物化学、仪器分析、物理化学、药物化学、天然药物化学、药剂学、药物分析、药理学、波谱解析、药事管理学等。其中仪器分析是药学专业的基础主干学科，涉及到各种大型精密仪器，用于对有机小分子化合物或生物大分子结构和功能进行定性、定量和定位分析。仪器分析是一门前沿性和实践性很强的学科，各个章节相对独立，概念抽象，学生普遍存在理解困难、缺乏兴趣等问题。因此，本文对药学专业仪器分析课程教学改革进行了分析和探讨，以期为本课程的教学提供参考。

1.明确教学目标，侧重培养学生解决问题的能力

我校药学院于2012年正式成立，同年开设药学专业。仪器分析课程内容丰富，目前选用教材为高等教育出版社刘志广主编的《仪器分析》，章节包括电化学、色谱法、各种光学分析法（原子吸收光谱、X射线衍射光谱、荧光光谱、紫外可见红外分光光度法、核磁共振波谱法）以及质谱、毛细管电泳法等。涉及到的仪器类型繁多，方法多种多样，随着科学技术的发展，将会不断涌现新的分析方法和仪器。因此我们学习时不能只见仪器不见方法，更要注重学习方法的原理、特点和应用，从整体上把握仪器分析。仪器分析实验课的教学目标是通过理论学习和实践动手操作，着重培养学生解决相应实际问题的能力。也就是使学生掌握现代常用仪器的基本原理、结构特点、分析方法及相关实验技术，能够选择适当的分析方法、获取可靠的实验数据，并能正确处理数据、合理解释实验现象及结果，同时对各种仪器分析方法的发展趋势有所了解，重点培养学生应用各种现代仪器分析方法解决问题的基本能力。

2.理论与实践相结合，教学过程中增加文献分享

仪器分析的理论性和实践性都很强，教学内容既有广度，又有深度。因此，理论与实验相结合，重视实验教学，对于仪器分析课程的教学不可或缺。为此，在本科生课程中安排了紫外吸收光谱、荧光分析法、高效液相色谱、电位滴定法测定物质含量以及氟离子选择性电极测定氟离子含量等实验课。在教学过程中，发现学生的积极性和主动性不高，教学效果不甚理想。现结合教师自身的科研课题，分享教师已经发表的论文，结合学生实验，与学生共同探讨实验技能和实验思维，能极大的提高学生兴趣。例如利用高效液相色谱法建立稳定快速的定量分析方法，可用于检测大鼠血浆中临床药物萘哌地尔的含量，从而得到随时间变化的血药浓度曲线，进一步可求得体内生物利用度大小。另外，针对质谱和毛细管电泳仪这两个自主学习的章节，安排了实地观摩课，教师通过现场讲解仪器结构组成、工作原理、应用特点、技术前沿等知识，让学生对仪器有更直观的认识，便于学生对相关理论知识的理解和掌握，提高自主学习的兴趣。

3.积极引导本科生参与教师课题，科研带动教学

如何能够更好的将课堂理论知识与实验教学结合起来，积极引导本科生参与教师课题是一个值得推荐的教改措施。对于学生来说，可以通过亲自参与课题，深入理解教师课堂上的理论知识；亦可通过自己查阅文献、设计实验，到最后动手实践完成实验，能更有效的提高解决问题的能力，实现教学目标。对于教师来说，教师在指导学生设计课题、实施课题的过程中，更能发现平时教学过程中的问题，从而进一步提高教学质量。仪器分析是药学专业重要的专业基础课程之一，在基础课程和专业课程学习中起到承上启下的关键作用。在教学过程中，教师应充分吸收国内外先进的教学和科研成果，通过理论和实验相结合，增加多种教学形式，摒弃填鸭式教学，培养学生运用基本原理分析问题、解决问题的能力以及提高学生的自主创新能力。

参考文献：

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光谱技术论文范文篇5

1995年5月22一26日,在美国马里兰州巴尔的摩召开的第15届“激光与光电子学(CLEO)”和第5届“量子电子学与激光科学(QELS)”会议,是世界规模最大的激光一光电子一量子电子学领域的重要的国际会议。本会议一个特别新的内容是激光在生物学与医学上的应用。同时,还举办了一个庞大的技术展览会,展览了许多与生物医学有关的新产品。会上千余篇,内容主要侧重固态与半导体激光器、非线性光学、超短脉冲激光光源、激光在医学生物学中的应用等。这些论文反映了近年来激光科学技术的进展,现分述如下。

1半导体激光

十分引人注目的是半导体激光器件研究方面的成果。其中有关新材料及其处理过程,器件工作物理机制,器件的设计思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的发展。光子带隙、半导体量子电子学的理论和实验研究逐步使量子阱异质结激光器迈向实用阶段,并导致光学和光电子学用的量子阱器件以及超短脉冲半导体激光器和高速光探测器件的迅速发展。这对推动高速通讯的发展是十分重要的。垂直腔面发射激光器(VCSEL)的功率转换效率已经高于50%,阑值电流200拼A,工作体积7只7(拜m)2;半导体纳米结构材料已经可以制作出微腔激光器。一个10nm的腔体可产生1000nm波长的窄频带辐射。可见区,特别是蓝绿波段半导体激光器研制令人鼓舞,一旦进入实用阶段,势必剧烈改变小功率可见区激光器销售市场的状况,并将大大扩展激光在科技和生活领域的使用范围。长波可见段630nm,650nm和670nm的红色激光二极管(LD)制作成本较前两年已大大下降。目前可以预感到:在激光显示、激光准直、激光印刷、激光医学生物学应用等方面,半导体红光激光二极管将会迅速占领氦氖激光器的原有市场,取而代之。与此有关的蓝色发光二极管(LED)已开始以远较红、黄、绿色发光二极管高昂的价格投放市场(随着技术改进,将很快降低成本),形成了大型彩色显示屏幕蓬勃发展态势。在半导体激光领域,近年备受关注且影响着该领域进一步发展的课题是半导体纳米结构和微腔以及在这类器件中的相干现象的研究。

2固体激光

迅速发展的另一领域是固体激光器。近两年,明显看到:纤维激光和波导固体激光,可调谐固态激光,特别是用半导体激光二极管阵列泵浦的“全固态化”固体激光器的实用化,将可以达到许多目的:相对廉价、稳定性好、寿命长、波长可调谐范围宽、脉冲宽度窄,还可以具有优良的空间分布光束质量等。因此,具有广泛的应用价值。它已开始取代优质、高功率的气体激光器,用于微束打印和数据存储。尤其值得一提的是:“全固态化”的钦宝石激光器,在连续操作时.波长可调谐范围甚宽(从600~1100nm),功率很易达到瓦级水平。在锁模脉冲运转时,可以产生自锁模,脉宽达数十飞钞,平均功率已达瓦级。如此一来,再配合非线性频率变换办法,可以把激光波段扩展到很大的范围。再加这类激光器的装里有牢靠、调节简便的优点,可以做成车载、机载系统。显然,在不远的将来,有可能由它淘汰染料激光。

3非线性光学

非线性光学领域的论文最为吸引人的是一些新的无机或有机光学材料的诞生和应用。目前从紫外到中红外的实用的光学参童振荡器已商品化。此外,与高速信息公路有关的孤子激光产生和传翰问题,其成果已陆续投人实际使用。

4超短超快激光

会议中研讨的一个特殊领域是超短脉冲激光的产生与测量及其在电子学、医学、成象和超快过程控制方面的应用。钦宝石的锁模飞秒激光装置以及光纤激光器的锁模是与当前研究超短光脉冲发生技术的热点。其中有关的机理与技术已趋成熟,将会很快开辟通信、化学、生物学的应用。

5激光生物医学应用

这次会议的一个新颖论题是:激光在生物医学领域的应用。看来,由于激光技术装置的稳定、成熟、易于操作、价格下降以及其特有的难予取代的优点,将很快渗入生物学研究。以及极其审慎的临床医学应用领域。其中成效特别显著的一个方面是激光诱发荧光技术应用于细胞动力学的数字显微成象和生物学过程监测。高速时间分辨荧光光谱技术已开始成功地用于临床医学诊治。

光谱技术论文范文篇6

分析化学课程的内容包括经典化学分析的原理和方法，以及各种分析仪器的原理、结构和应用。随着分析化学相关科学研究的快速发展，不断涌现的新型分析方法与技术为分析化学教学提供了全新的知识和内容，同时也使分析化学的教学内容变得越来越繁杂。因此，在教学内容的编排上，我们根据分析科学学科研究的发展趋势，牢牢把握分析化学的重难点，融合知识点，做到“少而精、精而新”。知识点的融合主要遵循以下思路:1)采用“比较式教学”编排内容相关的章节的重难点，例如比较不同色谱方法在原理、仪器结构、分析性能和应用等方面的异同点;2)采用“联想式教学”关联不同章节的重难点，例如介绍色谱-质谱联用技术分析方法的特点;3)采用“交叉式教学”介绍与分析化学交叉融合的其他学科相关内容，开阔学生的眼界，引发学生的科研兴趣;4)采用“科普式教学”穿插对于分析科学家的介绍，加强学生的德育培养。表1列举了仪器分析具体教学内容的调整及知识点的融合。分析化学课程的内容繁复，课时有限。如何在有限的时间内充分传授分析化学相关知识，需要抽提融合相关知识点，设计“比较式”的教学内容。

比如说原子光谱仪器包括原子发射光谱、原子吸收光谱和原子荧光光谱等，它们的仪器原理都涉及气态原子获得能量后由基态跃迁至激发态的过程，仪器组成主要都包含光源、原子化器、分光系统和检测系统等，分析对象都是无机元素。在课程内容设置上，我们通过比较式教学的方法讲授以上3种原子光谱仪的原理、构造和性能特点，不仅精简了教学内容及学时，同时也突出了重难点，让学生对这3种仪器的异同点有更深刻的认识。另外，在授课内容上不仅仅是传授知识点，更重要的是传授观察问题、提出问题、分析问题、解决问题的方法。只有让学生掌握了学习方法，才能培养学生的科研素养，促进学生发挥主动能动性，自主学习，举一反三。虽然分析化学教材中各知识点独立成章，但是教学内容上要注重知识点的关联性，因此，需要设计“联想式”的教学内容。比如高效液相色谱分析和质谱分析属两种分析技术，在教材中是分章介绍的，但是高效液相色谱-质谱联用技术是分析化学的热点研究领域之一，是有机污染物检测、药物成分分析、蛋白质组学分析等研究的重要分析手段，因此在教学内容的编排上注意知识点的结合，也可以对学生的发散式科学思维模式进行引导和培养。随着分析化学的快速发展，分析化学与生命科学、医学、环境科学、材料科学等领域的联系越来越紧密，分析化学与其他学科的交叉融合已成为现代分析化学发展的趋势之一。

因此，需要设计“交叉式教学”，注意分析化学与其他学科内容的关联性。这就要求教师在备课过程中查阅大量文献和参考书，精心收集授课资料，保持头脑清晰，确保授课内容逻辑性强;注意引导学生将其他课程上所学的知识与分析化学相关联，激发学生的学习兴趣，锻炼学生的创新思维能力。比如，蛋白质组学是生命科学的重要研究内容，除了蛋白质印迹等常规生物学方法外，目前已涌现了多种高灵敏、高选择性的蛋白质定性/定量分析新方法。这就需要教师引导学生结合生物学和分析化学相关知识，深入思考如何将分析化学方法应用到生物分析中去。在传授分析化学知识和学习方法的同时，不能忘了道德品质的熏陶。俗话说“先做人，后做事”，具备优良的学风和专业精神，是培养科研创新型人才的首要条件。因此，在教学过程中可以采用“科普式教学”，穿插对分析科学家的介绍，培养学生的学风和品德。在授课过程中，穿插相关分析科学家的事迹介绍，不仅可以使学生了解分析化学的发展历程和动态，还可以突显科学家坚持不懈、探索真理的治学态度与人生追求，以此潜移默化地感染学生。

2改善教学方法强化互动式教学

注重引发式课堂教学。抓住分析化学综合性和应用性强的特点，可以将分析化学与日常生活中的关注点(比如食品安全和环境污染问题等)关联起来，充分利用多媒体教学的趣味性和启发性;在新章节授课前，通过播放短视频等方式抛出关注点，引导学生思考其与分析化学的关联，激发学生的学习兴趣。例如，在讲授原子光谱分析这一章节之前，播放小段关于血铅中毒统计的视频引起学生关注，然后引导学生思考如何检测铅中毒。此时可以复习回顾经典化学分析中的EDTA络合滴定分析方法，然后引出即将要学习的原子光谱分析。这样不仅可以做到知识点的融合，还可以引发学生对即将要学习内容的关注。尝试身份互换式课堂教学。对于学生可以自学的章节，提倡学生自学，在课堂上让学生变为老师，以“小老师”的身份给其他学生讲授该章节的内容，其他学生听完后给出意见和评价。最后教师进行总结，指出该章节内容应该把握的重难点，肯定学生讲得好的地方，指出在自学中应该改进的地方。

通过这种方式让学生将内容讲出来，其他学生对所讲内容进行评价。这就要求教的学生对所讲内容完全把握，了解越透彻，讲出来的内容才会言之有物;学的学生如果不下功夫，则提不出好的见解与看法。再加上老师的总结，形成双重的教学相长，大大提高学生的主观能动性。增加文献讨论环节。在学生掌握一定的分析化学知识后，让学生精读有代表性的英文分析化学科研文献，并做文献汇报。具体方式为将学生分成几个小组，每个小组阅读一篇文献，小组成员通过课下交流讨论的方式熟读文献，分析思考“为什么要做这个研究”、“这个研究解决了什么问题”、“这个研究怎么解决的问题”、“这个研究还存在什么问题”等问题。然后每个小组派代表在课堂上进行文献汇报，并在全班开展讨论。这种方式能有效提高学生的科研素养，了解“提出问题—分析问题—解决问题”这一经典科研过程，并激发学生的创新思维能力，调动其主动思考的积极性。增加实践参观环节。我院分析化学的科学研究工作覆盖了现代分析化学中光分析、电分析和分离科学等领域;而且结合生命科学、环境科学、材料科学，不断开拓新的研究领域，具有交叉学科研究特色。我们可以充分发挥我院分析化学学科优势，在课程的最后阶段，带领学生参观分析化学相关各课题组，使其直观了解分析化学学科的研究情况和研究者的研究状态，为他们进一步的科研学习奠定基础。

3完善评价体制注重对学生综合能力的考察

好的评价体系可以检验出学生能力是否有所提高。单一的评价模式无法客观地反映出学生综合能力的提高，唯有合理采用多种考核模式才能够评价学生的综合能力和创新能力。一是注意对学生平时的考核。在课堂讨论环节详细记录学生的表现，从基础知识掌握情况和思维拓展能力两个方面综合评价学生的课堂表现;课后作业除了教材习题外，可以布置一至两次文献阅读汇报，从作业了解学生的学习情况。二是注重期中考试和期末考试的考核方式，同样要注意对学生综合能力的考察。在出题时应避免过多的客观题，增加主观性问题和开放性问题，强调将所学的分析化学知识点相互结合来解决实际分析问题，或者设计实验方案，有意识地锻炼学生的科研头脑和创新思维能力。

4结束语

光谱技术论文范文篇7

论文摘要：红茂草生物碱主要化学成分为多种异喹啉类生物碱，其生物碱具有抗菌、抑菌、抗溶血和改善微循环、对中枢和平滑肌有抑制、提高机体免疫力等作用，对心肌细胞和小鼠肝损伤也有保护作用。红茂草的药用价值具有广阔的开发和应用前景。

1红茂草化学和毒性成分

红茂草主要化学成分为多种异喹啉类生物碱。全草含：异紫堇碱、原阿片碱[3、4]、紫堇碱、异紫堇啡碱、木

兰碱、血根碱、别隐品碱、海罂粟碱。根含：原阿片碱、白屈菜红碱、血根碱、别隐品碱、隐品碱[2、5]。全草中前5种为红茂草的主要活性成分，均已分离得到结晶，其中前3种结晶已经得到有效的分离、提纯及鉴定[6]。

异紫堇碱在小鼠腹腔注射后会出现过动现象，较大剂量则会出现流涎、呕吐、困倦、惊厥、以至僵直等状态。小鼠腹腔注射的LD50为52mg/kg,静脉注射的LD50为49mg/kg。异紫堇碱给大鼠分别肌内注射4mg、10mg和24mg/kg，每日1次，连续30d。大鼠的外观、活动、饮食和生长发育正常；血象、GPT和NPN等均在正常范围内；病检，心、肺、肾、肾上腺、肝、脑等均未见明显异常[7、8]。

2红茂草有效成分测定提取技术

根据红茂草生物碱的一般性质及其在植物体内的存在状态，先将红茂草原料切碎，用95%乙醇回流提取两次，使原料中的生物碱全部转变为游离状态，再用2%硫酸捏溶多次，然后加入氯仿冲洗，经洗脱、结晶后得到不同晶体，最后再利用现代光谱、色谱技术测定其生物碱的结构。目前主要采用的测定、提取技术有：紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）、气-质联用（GC-MS）等[9-11]。

2.1紫外光谱紫外光谱对具有共轭系统结构的生物碱类有一定的鉴定价值，如异喹啉类生物碱，由于其共轭体系的差别，其紫外光谱各异。利用物质产生的紫外光谱，可对生物碱结构进行剖析、纯度检查、定性和定量分析。

2.2红外光谱红外光谱的重要用途是测定生物碱分子中特殊的功能基，如氨基、酚羟基、羰基、芳烃基、酯基等。尤其对不同化学环境羰基的吸收峰特征性比较强。该法具有灵敏度高、分析速度快、试样用量少、而且分析不受试样物态限制等优点，所以应用范围非常广泛。

2.3核磁共振核磁共振可以确定分子的基本骨架和测定分子中的一些功能基。该法用图谱中谱峰的位置（化学位移）来表征分子中的官能团；用峰形、峰间距（耦合常数）来表征基团间相互的连接关系、立体构型与空间分布等静态构造；从峰面积或峰强度来获取核的相对数量以及用峰宽（弛豫）信息来表征基团在分子中的运动情况等，从而获取化合物分子比较完整的大量结构信息。

2.4气-质联用目前，气-质谱联定性分析主要依靠数据库检索进行。得到总离子色谱图之后，可以逐一对每个峰进行检索，得到样品的定性结果。但是数据库中标准化合物数量有限，库中可能没有被检测物，这样检索时就会给出错误结果。有时得到的质谱图质量不高也会造成误检，因此，为了得到可靠的分析结果，最好再用其它方法进行辅助定性分析。

在上述的几种测定提取技术中，畅行若[6]等已成功运用前4种技术测定出红茂草生物碱中的3种有效成分：异紫堇碱、紫堇碱和原阿片碱。中科院兰州化物所[12]利用质谱技术测定出两种生物碱：原阿片碱和异紫堇啡碱。

3红茂草有效成分的药理作用

3.1抗菌、抑菌作用红茂草具有清热解毒、抗菌消炎的作用。从该植物中提取的有效成分可抑制结核菌的生长和羊传染性脓疱（Orf）病毒的繁殖。王廷璞[13]用不同浓度的红茂草注射液分别作用于牛睾丸细胞和Orf病毒，并回归动物，测定其对正常细胞的毒性和对Orf病毒的抑制作用，发现红茂草在一定浓度范围内对细胞具有毒性作用，可抑制细胞的分裂和繁殖；对Orf病毒有较强的抑制和灭活作用，且对传染性脓疱有很好的治疗作用。薛掌林[14]等用不同含量的红茂草注射液对鸡传染性支气管炎病毒（IBV）的H52毒株进行稀释，在鸡胚尿囊中接种传代，测试红茂草注射液对H52毒株的抑制作用，发现红茂草注射液能有效的抑制H52毒株在鸡胚中的增殖，且对鸡胚的生长、发育无任何不良影响。

3.2抗溶血和改善微循环的作用红茂草提取物对鼠红细胞氧化性溶血有一定的影响。赵祁[15]等研究发现红茂草提取物对H2O2诱导的鼠红细胞溶血的抑制率可达78％，并能通过增强红细胞的自由基清除能力而使细胞膜免受氧化性损伤，通过抑制乙酰苯肼对葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的干扰，而缓解鼠红细胞的氧化性溶血。红茂草主要活性成分之一的紫堇碱，脱氢后形成的去氢紫堇碱（DHC）可以通过增加血小板中cAMP的质量浓度而抑制血小板聚集[16]。原阿片碱对由胶原、花生四烯酸钠和二磷酸腺苷（ADP）诱发的肺血栓有抑制作用，对胶原、ADP诱发的大鼠体外血小板聚集也有抑制作用[17]。

3.3对中枢和平滑肌的抑制作用从红茂草中分离出的主要有效成分异紫堇啡碱，对小白鼠具有较明显的镇痛、镇静作用。可使豚鼠回肠、子宫、支气管及离体心脏冠脉血管平滑肌松弛，同时发现可使家兔头颈部血流量增加，并有轻微短暂的降压作用[18]。异紫堇啡碱还能拮抗去甲肾上腺素（NA）对雌兔输卵管峡部平滑肌的作用，明显延缓兔卵在输卵管中的运行。异紫堇啡碱对扩张血管和血管平滑肌钙内流和钙释放有影响。紫堇碱对NA引起的主动脉平滑肌收缩具有显著抑制作用[19]。原阿片碱对离体兔胸主动脉有松弛作用[20]。

3.4对心肌细胞的作用异紫堇啡碱能解除动静脉血管平滑肌痉挛，增加冠脉流量，影响血液动力学参数，对几种心律失常模型具有对抗作用，对心肌细胞动作电位和收缩力有作用，可抑制由受体中介的心肌细胞内游离钙的增高[21、22]。异紫堇啡碱10－4mol/L可明显抑制PGF2α诱导的心肌细胞肥大和细胞内钙增加[23]。别隐品碱有抗实验性心律失常的效应，此效应可能与其影响心肌组织的电生理密切相关。别隐品碱通过对瞬时外向钾电流的阻滞作用使心肌细胞内钙离子浓度减少，钾离子增加，心室自律性降低，并抑制振荡性后电位致异位节律，并且可抑制氧自由基的产生，从而具有抗心律失常的作用[24、25]。

3.5对小鼠肝损伤的保护作用张昱[26]等研究不同剂量的红茂草注射液对小鼠CCl4肝损伤的保护作用时发现，该制剂能明显降低CCl4引起的血清谷丙转氨酶（ALT）、碱性磷酸酶（ALP）、谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）和肝脏丙二醛（MDA）水平的升高，并能维持血清超氧化物歧化酶（SOD）水平，使肝脏组织病理变化得以改善。毛爱红[27]等发现红茂草提取物对卡介苗（BCG）和脂多糖（LPS）诱导的小鼠免疫性肝损伤具有一定的保护作用。3.6提高机体免疫力的作用红茂草注射液对实验性免疫功能低下小鼠有明显的免疫增强作用，对机体非特异性免疫、特异性体液免疫等方面具有显著的提高作用，可为一免疫增强剂[28]。巨噬细胞(PMΦ)是免疫应答中一类十分活跃的细胞，它在非特异性免疫、体液免疫以及肿瘤免疫等方面起着重要作用，红茂草提取物可诱导PMΦ活化并提高其免疫功能[29]，对小鼠腹腔巨噬细胞免疫功能有较强的促进作用，其诱导的细胞凋亡具有周期依赖性，将有可能成为一个很有用的抗肿瘤药物。

3.7其它作用红茂草生物碱中主要活性成分之一的异紫堇碱有抗缺氧作用；原阿片碱有止咳、平喘，弱的杀菌和抗肿瘤作用；紫堇碱有止痛作用，强度不及吗啡，能兴奋子宫；异紫堇啡碱有钙拮抗、抗癌作用；木兰碱有降压作用；白屈菜红碱对变形链球菌细胞表面疏水性和黏附具有抑制作用，有良好的防龋作用。

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光谱技术论文范文篇8

1937年抗日战争爆发，杨振宁随家几经折，迁入内地昆明，1938年他高中二年级时考入西南联大，得到许多良师的教诲，开始对物理学产生兴趣。在吴大猷指导下，他完成了关于群论及分子光谱的学士论文。这段工作引起他对对称性特别的兴趣。其后，跟王竹溪做的硕士论文涉及的统计力学，也成为他以后研究的方向之一。

1945年杨振宁赴美进入其父曾就读的母校——加哥大学，三年后获物理博士学位。在芝加哥大学，他接触到许多世界第一流的物理学家。其著名者有论文主任泰勒（Teller），和一代大师费米（Fermi）。1948年他与费米提出π介子是质子及反质子束缚态的可能性，开研究粒子内部结构之先河。

1949年，杨振宁应奥本海默（Oppenheimer）邀请，赴普林斯顿高等研究院做研究工作，不久升为教授。1954年他与米尔斯（Mills）发表的规范场理论，是一个划时代的创作，不但成为今日物理理论的基石，并且在相对论及纯数学方面也有重大意义。

1956年他与李政道提出弱相互作用中宇称不守恒，次年获诺贝尔奖。从1966年至今，杨振宁主持纽约石溪州立大学的理论物理研究所。

1986年，杨振宁南开数学研究所参观，并与该所所长著名数学家陈省身一道创立了南开数学所理论物理研究室，具体指导量子可积系统的研究。笔者有幸在该研究所攻读硕士学位，学习期间，深感杨先生思想的博大精深，对他那种朴实无华的科研作风敬佩不已，下面结合自己的学习心得，简单介绍杨振宁的科学哲学思想。

一、爱憎决定风格

“在每一个有创造性活动的领域里，一个人的爱憎，加上他的能力、脾气和机遇，决定了他的风格，而这种风格转过来又决定他的贡献。”①杨振宁在解释他的这段话时说，物理学是一门客观地研究物质世界的学问，然而物质世界具有结构，而一个人对这些结构的洞察力，对这些结构的某种特点的喜爱，某些特点的憎厌，正是他形成自己风格的要素。因此，爱憎和风格之于科学研究，就象它们对文学艺术一样至关重要。杨振宁对物理学的爱憎基本上是1938年至1944年在昆明当学生时形成的。西南联合大学是中国最好的大学，为了取得学士学位，杨振宁跟吴大猷做了有关群论和分子光谱方面的论文，接触了群论在物理学中的应用。他读了狄克逊的一本名为《现代代数理论》的小书，从中学到了群表示理论。这一优美而又有巨大动力的理论，使杨振宁认识到群论的无以伦比的美妙和力量。从而激发起对于对称性原理的兴趣。而从群论到对称性原理上所得到的物理学与数学的结论，又对杨振宁产生了很大的影响。此后杨振宁在清华研究院，在王竹溪先生指导之下写作关于有序——无序转变的论文，对相变发生了浓厚的兴趣。1951年以后，他在统计力学、多体问题等方面写过许多文章，至今对这方面的工作仍很感兴趣，由他指导的南开数学理论物理室主要从事这方面的工作。杨振宁强调，“学一个东西不仅是要学到一些知识，学到技术上的特别的方法，更重要的是要对它的意义有一些了解，有一些欣赏，假如一个人在学了量子力学以后，他不觉得其中有的东西是重要的，有的东西是美妙的，有的东西是值得跟别人辩论得面红耳赤而不放手的，那么，他对这个东西并没有学进去，而只是学了很多可以参加考试得到好分数的知识，这不是真正做学问的精神，他没有把问题里面基本的价值掌握住”。②学一个学科，不只是物理学，不但是掌握这些知识、定理和公理，更要掌握这些知识、定理和公理的意义、精神及其重要性，等到你觉得这些重要到一定程度时，你才是真正地把这些东西吸收进去了。

一个人喜欢考虑什么问题，喜欢用什么方法来考虑，这都是通过训练得出的思想方法，也就是爱憎决定了科学研究的风格。

二、传统与科研

杨振宁认为文化传统是一件非常重要的事情，西方和东方的文化传统的确大不一样。中国的传统，重视每个人对社会的责任，从小就讲先天下之忧而忧。相反地在西方这种观点非常少，甚至不存在，可是我们看到，西方传统也可以产生出灿烂的文化。在这两种不同文化背景下的人，学物理和方法了不同。

美国学物理的方法与中国学物理和方法不一样。中国学物理的方法是演绎法，先有许多定理，然后进行推演；美国对物理的了解是从现象出发，物理定理是从现象中归纳出来的，是归纳法。演绎法是学考试的人用的方法；归纳法是做学问的办法。做学问的人从自己的具体工作分析中抽象出定理来，这样所注意的就是那些与现象接近的东西。另外，最重要的就是科研方向的问题。杨振宁向吴大猷学了分子光谱学与群论之间的关系，学的方法主要是演绎法：是从数学推演到物理的方法；泰勒所注意的是归纳法，它要从物理现象引导出数学的表示，杨振宁从泰勒那里学到了这种思想方法，获益非浅。因为归纳法的起点是物理现象，从这个方向出发不易陷入“泥坑”。在当时芝加哥大学的研究气氛中，杨振宁接触到一些最可能有发展的研究方向，这是十分幸运的。在联大，杨振宁有了一个扎实的根基，学了推演法，到了芝加哥，受到新的启发，学了归纳法，掌握了一些新的研究方向，两个地方的教育都对杨振宁的工作有决定性的作用。40年代末、50年代初，物理学发展了一个新的领域，这个新的领域是粒子物理学。杨振宁和同时代的物理学家是与这个新领域一同成长的。这个领域到今天，一直有长足的发展，影响了人类对物质世界结构的基本认识。这说明如果进入的领域是将来大有发展的，那末他能够做出比较有意义的工作的可能性也较大。这是方向问题，至于方法问题，杨振宁给出了一个很恰当的比喻。他说：“研究物理学好象看一幅很大的画。整个自然界的结构好比这幅画。看这一幅画可以有几种看法。适当的时候应当氢这几种看法结合起来。一是必须在近距离仔细研究，因为这幅画画得很仔细，每一部分都不一样，因此你必须用放大镜仔细研究它的细部。一是你应当在远距离去看它，你可以看到近距离看不到的一种大范围的规律，还有中距离的看法，物理学需要近、中、远三种看法。当然，如果你能一下子就看出远距离所能看到的规律，这当然是大贡献，但是这种可能性很小，甚至不可能。所以必须从近距离开始，总之，知识的流向是由近到中、再到远的，而不是反过来。”③例如，量子力学建立以后，它对哲学有很大的影响，但是海森伯和薛定谔不是从哲学出发，而是从研究原子光谱出发建立量子力学的。在此我们不难看出，杨教授对哲学与物理学研究关系问题的基本态度。三、对称性决定相互作用

对称观念有很悠久的历史，远在上古时代，人类就有了对称观念，我们的祖先通过对许多自然现象的接触，渐渐形成了这一观念，这个对称观念的发展对上古的音乐、文学、绘画、雕刻、建筑，都有极其密切的关系。这方面的例子很多，在国内外的一些文物古迹上，随处可见我们祖先对自然现象中的对称性的偏爱。到了有史时代，对称现象在各种艺术的发展中更加显著。对称既然在人类历史上占有非常重要，非常基本的地位，哲学家和科学家便很自然地对之加以广泛的应用。有许多早期用到科学上的对称原理，例如，天文学家开普勒，就曾经想用一些几何的对称来解释太阳系中各行星轨道的直径比例，尽管没有很大的成果，可是它说明科学家很早就对对称性发生了兴趣了。对称在科学界开始产生重要的影响始于19世纪。发展到近代，我们已经知道这个观念是晶体学、分子学、原子学、原子核物理学、化学、粒子物理等现代科学的中心观念。近年来，对称更变成了决定物质间相互作用的中心思想。

对称观念对20世纪物理产生了极其重要的作用，首先麦克斯韦公式利用向量的方法，得到了比较简单的表述，可以说是对称原理在物理学中的第一个主要贡献。因为对称原理与方向和向量的关系十分密切，而我们所以能够把那20个方程式写成4个方程式，就是因为这20个方程式含有对称性，把这个对称性很根本地写到方程里面去，就可以写出精而简的方程式。通过方程式的精简，我们才可以把电磁学发展到更基本、更深入的程度。在物理学中对称的第二个重要的用途与晶体的构造有关。晶体结构的对称性，经过许多重要的科学家的努力提炼，形成了空间群的观念，这可以说是对称对于物理学的第二个重要贡献。随着人们对对称的更加深入的认识，物理学家开始用数学上已发展得十分成熟的群的方法来描术对称性，群和连续群的观念把代数、解析与几何连在一起，而通过这许多关系（尤其是解析跟几何的关系）更和粒子现象，以及物理原理发生了密切的关系，又通过几何这个关键，引进了拓朴的观念，这正是近40年来出现的物理与数学交织在一起的现象。尽管物理学家很早就知道守恒定律，然而直到20世纪初，才有人了解，原来守恒的观念与对称性有密切的关系。通过一系列的发展，人们才知道原来对称性与守恒定律可以说是同一回事。到了本世纪50年代，人们对对称原理又有了一个前所未有的新的认识。物理学家发现原来认为的对称并不是绝对的，在某些相互作用下，会有一些纰漏，这些不对称的影响是很小的，不过假若你知道在什么地方发掘的话，你就可以发掘出不对称的现象。关于这方面的第一个实验是关于宇称守恒的。通过这个实验，人们认识到宇称不守恒是弱相互作用的一个基本特征。对称原理经过了50年代的发展，在物理学中已经占有了一个比以前更加重要的地位，而近年来，进入了深的层次，这个发展起源于规范对称。我们知道，世界上各种不同的基本粒子之间有四种不同的相互作用，叫做强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。相互作用就是力量，因此，各种不同的基本粒子之间，就有四类不同的力量。近20年来，大家认识到这种所有的不同的力量，都是不同的规范场，对称性是决定相互作用的要素。杨先生说：“对称决定相互作用”①。当然，决定相互作用还有其他的中心观念，因为在今天的基本物理中，有很多复杂的困难，要解决这许多困难，必须引进一些跟数学有密切关系的新观念。

注释：

①②杨振宁：《读书教学四十年》，三联书店香港分店，1985年版，第22页，第121页。

光谱技术论文范文篇9

【关键词】分析化学;仪器分析;荧光光谱;滴定分析

分析化学是关于研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学，是化学的一个重要分支。分析化学使用化学的、物理学的、生物学的或其他学科的原理与方法，其研究对象始终是物质的化学成分与结构，都是为了完成相关的化学定性、定量及结构分析。它作为一门不断涌现新方法、新技术的学科是化学类学生及相关专业学生的重要基础课程。包括化学分析和仪器分析两部分。我校应用化学专业讲授化学分析和仪器分析，96学时；而环境等专业只讲授化学分析这一部分。随着教学体制改革的不断实施，基础课授课时数被压缩，《分析化学》这门课程面临着新形势下的各种挑战。因此，分析化学课程体系和教学内容应该进行全方位的改革与更新。本文针对我校分析化学的特点从教学内容和教学方法两方面进行了一些改革探索。

一、关于教学内容的探索

1.精讲化学分析，增加仪器分析。我们学校用的武汉大学出版社《分析化学》教材中四大滴定法：酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、以及沉淀滴定、普遍占了相当大的比例，但这些内容在原理和内容上都和无机及中学化学的内容存在共性，并且随着现代分析技术的不断发展，滴定分析的基础知识的重要性逐渐降低。因此，我们需要增加更多新兴的、热门的仪器分析方法、技术和前沿性的发展状况。比如给学生演示大型仪器室如荧光分光谱仪、紫外光谱仪、原子发射光谱、吸收光谱等等，告诉他们这种仪器能测定到人体细胞里的微量金属元素，测定考古化石的年代等等。让学生能亲身感受到新的先进仪器的高灵敏度和高精密度，增加学生的学习兴趣，为后续课程的学习打下坚实的基础[1-2]。2.不同专业，侧重点不同。根据不同的专业特点及时调整教学内容。对于环境专业的学生，教学内容上要多加环境样品分析，如滴定的一般流程，包括采样，实际样品的分解应怎样选择合适的溶剂，测定结果的误差如何评价等要重点讲解；对于应用化学的学生应抓重点放在培养他们的分析化学的理论基础，以及如何进行分析化学实验操作。如能联系物质的结构准确解释甲基橙指示剂的变色原理，各种沉淀指示剂的变色原理，氧化还原反应的进程的影响因素等等。以及强化一些基本实验仪器如容量瓶、滴定管、分析天平、移液管等的正确使用方法。要求在实验报告中把每一个实验现象解释得清楚透彻。3.根据就业方向和用人单位要求调整教学内容。学院每年都组织专业课教师对已毕业的学生的就业方向进行调查统计，各行各业的需求不一样，对分析化学学科的掌握内容要求也不一样。所以可以根据实际工作中应用来调整分析化学学习的侧重点。如环境工程的学生应该对环境样品的采集、预处理、分析试样、数据处理给予重点讲解，应用化学专业的学生应该对各种样品的仪器分析给予重点讨论、教学。

二、教学方法的探索

1.把分析化学实验加入到理论学习当中。众所周知，分析化学是一门实验科学，包括定性、定量分析。定性分析比如理论课上提到的混合碱的判定、混合物的基本定性判断；定量分析比如酸碱滴定中对于浓度的具体测定等等，这些理论内容不仅需要在理论课上把基本知识讲解给学生，更需要配合实验把这些内容具体形象地展示给学生。同时可以结合现代分析手段，比如纳米金的特殊的光学性质等。通过简单的比色方法，就可以轻而易举地辨别牛奶中三聚氰胺的存在，再通过紫外光谱的工作曲线定量分析。这些实验对于培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力都有很大帮助。2.改革教学方法和手段，充分发挥学生的主体作用。根据不同的教学内容，改革教学方法和手段，营造一个以学生为主体、学生积极参与教学过程的氛围，真正实现教学相长，达到综合素质型人才的培养目标。可以将演示实验带到课堂中，比如酸碱指示剂在不通酸碱pH溶液中，呈现出不同的颜色。实际上，这是一个很直观的现象，如果我们把这样的实验在理论课上直接演示出来，将是一个很吸引人的实验过程。对学生的理论知识的掌握起到了很大的帮助。3.分析化学是研究物质的组成、结构、性质及相关理论的一门学科，概念与原理大多较为抽象，且化学变化又是在原子的基础上重新组合的结果，因此单靠语言和文字描述，学生很难理解。我们完全可以把多媒体视频等等带入课堂，引入一些小实验的视频教学片断，或者把现代的分析技术通过视频展示给学生。让学生对用分析化学这门传统的课程有一个崭新的认识。例如教师可以从互联网上下载很多关于现代分析技术的视频文件，比如现代荧光检测技术、高分辨气相、液相色谱、电子扫描或透射显微镜等内容引入课堂，这样极大地提高学生学习的兴趣，增强学生的创新能力。所以合理科学地选择多媒体辅助教学，可以帮助学生形成化学概念、理解化学原理，提高分析问题、解决问题的能力。

理论与实践一体化的教学模式，其基本特征是：既注重理论，又注重应用。《分析化学》这门专业课本身就是一门偏向于实际应用的学科。它可以广泛应用于现代生活中的各个领域。我们应该把传统的理论基础知识和生活中许多实际应用紧密结合起来，一方面大大提高学生的学习热情，另一方面为将来培养社会所需人才，增强学生适应社会的能力。

参考文献：

[1]蒋彩娜.分析化学中多媒体教学应用的几点看法[J].华夏医学，2012(2)

光谱技术论文范文篇10

论文关键词:计算机多媒体;教学课件;仪器分析;课堂教学

分析化学是建立在化学、物理学、数学、计算机科学、精密仪器制造科学等学科上的综合性边缘科学。仪器分析作为分析化学学科的一个分支(包括色谱分析、电化学分析、波谱分析、质谱分析、热分析、放射分析、表面分析等)，作为一门重要的技术基础课，在农业高校研究生教学中占据着重要的位置，它是培养学生实验能力，独立分析问题、解决问题能力的重要课程。

近年来，由于研究生招生人数逐渐增加，我校当前研究生仪器分析课的实验条件(仪器种类和数量)远不能满足教学需要，特别是分析化学学科的不断发展，研究生仪器分析课教学内容和教学手段的改革就显得极为重要。当前，计算机多媒体技术已经越来越广泛地应用于各个领域，多媒体教学课件已成为学校计算机辅助教学的重要组成部分，因此，这种现代化的教学手段，将给传统的教学方式带来一场新的变革。

一、多媒体教学对课堂教学的影响

1.有助于更新传统的教学方式

研究生仪器分析课程按50学时设置，理论教学30学时，实验教学20学时。理论教学内容为光化学分析(包括紫外可见光谱、红外光谱分析，原子吸收光谱、原子发射光谱分析，荧光分析);电化学分析(包括电位分析法，极谱分析法);色谱分析(包括气相色谱分析，液相色谱分析)。随着科学技术的飞速发展，新的分析仪器不断拓新，新的分析方法也不断出现，作为研究生仪器分析课教学，老师在学生掌握仪器分析的基础理论和实验操作技能后，还应让学生进一步了解本学科新的前沿的相关知识。但在传统的教学中，系统讲授仪器分析基本内容的学时已显紧张，因此，教师无法在有限时间内拓展教学内容。

研究生仪器分析实验教学具有内容多学时少，使用大型仪器多，并且在使用大型仪器时，不可能配置多套，对于贵重仪器又不能让学生随意使用的特点。而该课的仪器原理理论又较为抽象，很多涉及到的仪器原理图、内部构造图等问题，只能通过老师“黑板十粉笔”的教学方式让学生去想象，学生感到枯燥和抽象，难以理解。这种日益显现的理论与实践相脱节的矛盾，直接影响着实验教学的教学效果。

因此，计算机多媒体教学课件的使用，无论对教师还是对学生都是一种全新的教学模式和教学手段，它会极大地改善研究生仪器分析课教与学的现状，对增强教学效果和提高教学质量都将起到积极的作用。

2.有助于提高教师的业务素质

计算机辅助教学手段(ComputerAidedInstruc-tion简称CAI)是计算机技术与教学相结合的产物。对于这种全新的教学方式，需要教师要有全新的教学理念。使用多媒体教学课件进行仪器分析课的理论与实验教学，需要将所讲的内容章节、题目、重要定义、公式、重要结论都全部用PowerPoint制作成幻灯片，将平时讲课中难以或无法在黑板上完成的实验装置、光路图、电路图、图表、或仪器外观形状等的教学，在多媒体课件中解决，可以用Ado-bePhotoshop制作成图形文件，插人到PowerPoint，制作成幻灯片在画面上显示。这样，课堂上就不必大量板书，可以利用节约的时间适当补充教学内容。在计算机多媒体教学中，教学课件内容可随时根据需要调出，编排组合，由于它集图、文、声、像于一体的三维动画图像的可视性，对于仪器分析课程的教学辅助作用尤为突出。

如何有效地发挥计算机多媒体教学手段的作用，获得好的教学效果，对于教师的授课是一种全新的教学思维模式建立，也有助于教师业务素质的全面提高。首先，教师在使用多媒体教学课件时，需要对自己的课程讲授内容深刻理解和精通，不断积累大量学科前沿的信息，拓展自己的知识面。其次，尽快掌握计算机的应用知识，熟悉课件的所有内容，认真备课。这种备课过程要比传统的备课方式复杂，需要的知识广、博、杂，教师只有掌握了计算机的各种功能，才能在课堂上合理编排讲课内容，把握讲课进程，取得好的教学效果。二、课教学多媒体教学课件与研究生仪器分析

1.多媒体教学课件

大连理工大学研制的“多媒体分析化学CAI",“基础仪器分析虚拟实验室”课件，是融多媒体课程讲授与仪器原理演示和实验仿真模拟为一体的多功能CAI软件，是我们目前用作研究生“仪器分析及实验”课程的课件。其特点是具有超文本方式动态设计的电子教案;有分析仪器原理与实验演示仿真模拟:包括填充柱气相色谱、液相色谱、离子色谱、毛细管色谱、高效毛细管电泳、原子吸收、紫外可见、红外光谱、电位分析、核磁共振分析原理与谱图识别、色一质谱连用、离子色谱分析原理等，这部分内容可通过CAI，将仪器“搬”上讲台，动态显示其微观原理，快速模拟分析过程及谱图识别;有分析化学图片库，可实现快速查阅、浏览等操作，可在教学中随时调用以配合电子教案使用;有分析化学学习室，可完成分析化学发展史、多媒体元素周期表与数据查询，是极好的教学辅助工具;有分析化学虚拟考场，可通过计算机对各章内容的重点、难点加强复习，并通过自己选题，进人考场，进行测验检查学生对所学习内容的掌握程度。

2.多媒体教学课件的应用

仪器分析课内容多而杂，许多仪器的分析原理和内部结构及分析流程很难用传统的教学方式来表达，采用多媒体仪器分析教学课件，使教与学的距离缩短了，大大提高讲课的效率，增强学生学习的兴趣。

如:毛细管气相色谱在课堂上用传统的教学方法时，学生较难理解，但在仪器分析多媒体的教学课件中，计算机屏幕上出现的是毛细管气相色谱结构流程界面，可通过鼠标的操作介绍仪器的各个部件。当介绍仪器的FID时，计算机屏幕上可显示出检测器的内部结构，可出现检测微电流产生的机理说明。其他如分流装置、尾吹装置等也都给出了部件的立体内部结构，便于教师的讲解和学习。在界面上还可对原理演示，实验条件选择及色谱分析实验的全过程进行仿真模拟。还可打开该部件的开关，按实际仪器的使用方法进行操作。如打开载气源，调节载气的流量;点击点火按扭，点燃FID检测器的氢火焰;点击进样器，进行进样分析，完成一次进样的操作;可根据色谱峰的形状判断分离条件是否合适，继续选择实验条件，重新进样，得到实验的最佳效果。

3.多媒体教学对增强教学效果的作用

分析化学是一门以实验为基础的科学，学生除动手实验外，对于比较复杂、难度又比较大、仪器缺乏、对身体有危害的实验，都可以通过计算机生动的模拟，还可以通过计算机多媒体反复播放进行观察，以加强学生对实验的感性认识、理解和记忆。多媒体教学课件的使用，为分析化学，特别是仪器分析理论教学及实验教学带来了新的活力。

首先，使用多媒体仪器分析课件，教学内容直观、生动，学生都能普遍接受。由于课件的界面制作得色彩柔和，电子教案重点突出，条理清晰，虚拟实验室中图片资料较为全面.模拟过程逼真、直观，视觉感好，可以增强实验教学的效果。