红外发射光谱可以通过分裂自发发射的或由物质激发的红外线来获得。物质的红外发射光谱主要取决于物质的温度和化学成分。红外吸收光谱可以通过分裂被物质吸收的红外线来获得。每个分子都有由其组成和结构决定的独特的红外吸收光谱，这就是分子光谱。分子的红外吸收光谱属于波段光谱。原子也有红外发射和吸收光谱，但都是线性光谱。量子场论或量子电动力学能正确描述和解释红外线(一种电磁辐射)与物质的相互作用。如果采用半经典理论处理方法，即把组成物质的分子和原子作为量子力学系统处理，把辐射场作为经典物理中的电磁波处理，忽略其光子的特性，分子的红外光谱是由分子的不断振动和旋转产生的。分子振动是指一个分子中原子在平衡位置附近的相对运动，多原子分子可以形成各种振动模式。当孤立分子中的每个原子在平衡位置附近以同频同相的简谐振动模式振动时，这种振动模式称为简正振动。含n原子的分子应有3n-6个简正振动模式；如果是线性分子，只有3n-5个简正振动模式。该图仅显示了非线性三原子分子的三种正常振动模式。分子旋转是指分子围绕质心的运动。分子振动和旋转的能量不是连续的，而是量子化的。当一个分子从一种振动(或转动)状态跃迁到另一种状态时，它会吸收或发射与其能级差相对应的光。研究红外光谱的主要方法是吸收光谱。使用两种类型的光谱。一种是用于单通道或多通道测量的棱镜或光栅色散光谱仪，另一种是利用双光束干涉原理，对干涉图进行傅里叶变换数学处理的非色散傅里叶变换红外光谱仪。红外光谱具有很强的特征性，不仅可用于研究分子的结构和化学键，如力常数的测定，还可广泛用于表征和鉴定各种化学物种。

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