地特四等申論題
110年
[環境檢驗] 儀器分析概要
第 一 題
📖 題組：
承上題。氨的紅外光譜圖中，在 965 cm-1 有最強的吸收峰。 (一)以超過 50 字，敘述紅外光譜術的偵測原理。（4 分） (二)例舉兩類紅外光的偵測器，並分別討論其運作原理。（5 分） (三)除了在 965 cm-1 有吸收峰外，氨大約在什麼波數範圍應該還有吸收峰？以 10 字之內，寫出該吸收峰的機制。（2 分） (四)對氨氣外洩進行監控時，可否使用紅外光譜儀鎖定在 965 cm-1 偵測？試說明之。（2 分）
承上題。氨的紅外光譜圖中，在 965 cm-1 有最強的吸收峰。 (一)以超過 50 字，敘述紅外光譜術的偵測原理。（4 分） (二)例舉兩類紅外光的偵測器，並分別討論其運作原理。（5 分） (三)除了在 965 cm-1 有吸收峰外，氨大約在什麼波數範圍應該還有吸收峰？以 10 字之內，寫出該吸收峰的機制。（2 分） (四)對氨氣外洩進行監控時，可否使用紅外光譜儀鎖定在 965 cm-1 偵測？試說明之。（2 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
以超過 50 字，敘述紅外光譜術的偵測原理。（4 分）
思路引導 VIP
面對紅外光譜原理題，首要點出核心條件：分子振動時必須伴隨「偶極矩改變」。接著說明入射光能量需與分子振動能階差匹配產生吸收，最後提及藉由量測透射光強度繪製光譜以進行定性分析。
小題 (二)
例舉兩類紅外光的偵測器，並分別討論其運作原理。（5 分）
思路引導 VIP
看到紅外光偵測器，應立即聯想其兩大核心機制：「熱效應」與「光電/量子效應」。答題時需明確分類，舉出代表性儀器（如焦電偵測器、MCT偵測器），並清晰解釋將「光訊號」轉為「電訊號」背後的物理化學原理（溫度改變物理性質 vs. 電子躍遷改變導電性）。
小題 (三)
除了在 965 cm-1 有吸收峰外，氨大約在什麼波數範圍應該還有吸收峰？以 10 字之內，寫出該吸收峰的機制。（2 分）
思路引導 VIP
考生應聯想氨（NH3）分子的化學鍵特徵，除了題目已知在 965 cm-1 的變角振動（雨傘運動）外，必然存在 N-H 鍵的其他基本振動模式。接著回憶紅外光譜官能基吸收頻率表，N-H 鍵的特徵伸張振動通常落在 3300 至 3500 cm-1 的高頻區域。
小題 (四)
對氨氣外洩進行監控時，可否使用紅外光譜儀鎖定在 965 cm-1 偵測？試說明之。（2 分）
思路引導 VIP
面對氣體監控問題，首要考量「靈敏度」與「背景干擾（選擇性）」。965 cm-1 為氨氣最強吸收峰可確保高靈敏度，同時需評估此波數是否會受到空氣中主要紅外吸收氣體（如水氣、二氧化碳）的重疊干擾。