光谱分析法引论.ppt

光谱分析法导论 第一节电磁辐射第二节光谱与光谱分析法的分类 第一节电磁辐射 一 光的本性光是一种电磁波 具有波粒二象性波动性 频率 波长 波数 粒子性 能量 E eV或J普朗克方程 将波粒二象性联系在一起E h hc hc h 普朗克常数 6 63 10 34J s 二 电磁波谱 电磁波谱 电磁辐射按波长的顺序排列起来 电磁波谱的分类 1 能谱 波长小于10nm 能量大于102eV x 射线 能谱分析法 2 波谱 波长大于1mm 能量小于10 3eV 微波 无线电波 波谱分析法 3 光学光谱 波长及能量介于两者之间的电磁波谱 光谱分析法 互补色光示意图 第二节光谱与光谱分析法的分类 一 光与物质的相互作用 1 物质对光的吸收和发射吸收 当光与物质接触时 某些频率的光被选择性地吸收 并使其强度减弱 发射 当吸光物质从高能态回到低能态时 以光辐射的形式释放出多余的能量 2 物质对光的透射 散射 折射 透射 光通过透明介质时 只是瞬时 10 14 10 15s 被微粒保留 光的频率没有变化 只是光速减慢 散射 光通过不均匀介质时 有部分光沿其它方向传播的现象称为散射 丁达尔散射 瑞利散射 拉曼散射 康普顿效应 折射 当光从一种透明介质进入另一种透明介质时 光束的前进方向发生改变的现象 折射是由于光在不同介质中的传播速度不同而引起的 二 光谱与光谱分析法分类 按产生光谱的物质类型不同 原子光谱 分子光谱和固体光谱 1 原子光谱 气态原子发生能级跃迁时 能发射或吸收一定频率的电磁辐射 得到一条条分立的线状光谱 称为原子光谱 包括原子发射光谱 原子吸收光谱 x 射线荧光光谱 跃迁形式 E电 2 分子光谱 处于气态或溶液中的分子 当发生能级跃迁时 所发射和吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱 称为分子光谱 跃迁形式 E电 E振 E转 3 固体光谱 炽热的固体物质及复杂分子受激后 发射的波长范围很广的连续光谱 激发态 基态 量子化能级 产生不连续的线状光谱 为什么原子光谱为线状光谱 分子光谱为带状光谱 由于原子光谱不涉及振动和转动能级跃迁 只有电子能级跃迁 而分子光谱形成过程不但存在电子能级 还包括振动能级和转动能级的跃迁 而且三者的能量次序是 E电 E振 E转 2 按产生光谱的方式不同 吸收光谱与发射光谱 1 吸收光谱 当物质受到光辐射跃迁时 物质中的分子或原子以及强磁场中的原子核吸收了特定的光子后 由低能态 一般为基态 被激发跃迁到高能态 所吸收的光辐射 类型 紫外可见吸收光谱 红外吸收光谱 原子吸收光谱 核磁共振光谱 2 发射光谱 处于高能态的分子或原子 返回基态或较低能级时 以光辐射的形式释放出能量 类型 原子 离子 发射光谱 分子发射光谱 x 射线发射光谱 3 按照光谱的性质和形状 线光谱 带光谱和连续光谱 1 线光谱 气体原子 发射或吸收的是一些频率不连续的辐射 相应的原子光谱便是一条条分立的线光谱 2 带光谱 处于气态或溶液中的分子 发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱 3 连续光谱 炽热的固体物质及复杂的分子受激后 发射出波长范围很广的连续光谱 光分析法特点 三个基本过程 1 能源提供能量 2 能量与被测物之间的相互作用 3 产生信号 基本特点 1 所有光分析法均包含三个基本过程 2 选择性测量 不涉及混合物分离 不同于色谱分析 3 涉及大量光学元器件 第三节光谱仪器 用来研究吸