原子吸收光谱法的基本原理

原子吸收光谱法的第一基本原理原子吸收光谱法是在蒸汽状态下测量的元素的基态原子对原子共振辐射中的元素进行定量分析。基态原子吸收共振辐射，外侧电子从基态转移到激发态，产生原子吸收光谱。原子吸收光谱在光谱的紫外线区域和可见区域。在一般原子吸收分析条件下，原子蒸汽的基态原子数几乎等于原子总数。原子蒸汽，包括测量的元素原子，可能存在基态和激发态。根据热力学原理，在特定温度下达到热平衡时，基态与激发态原子数的比值遵循波兹曼分布定律。第一节的基本原理，Ni/N0=gi/g0exp(-Ei/kT)Ni和N0分别是激发态和基态的原子数。Gi/g0是激发态和基态的统计权重，表示能级的收缩率。t是热力学温度。k是Boltzman常量。Ei是这里的能量。从上面看，温度越高，Ni/N0值越大。也就是说，激发态的原子数随着温度的增加而增加，随着指数关系的变化而变化。在相同的温度条件下，激发能量越小，吸收线波长越长，Ni/N0值越大。尽管如此，在原子吸收光谱中，原子化温度一般低于3000K，大多数元素最强的共振线小于600nm，Ni/N0值大部分低于10-3，这里的状态和基态圆，第一节的基本原理，子数的比例小于千分之一，这里的状态原子数可以忽略。所以。基态原子数N0可能与总原子数n几乎相等。第一，原子吸收光谱法原子吸收光谱法有一定的窄频率或波长范围，即一定的宽度。频率强度为I0的平行光通过厚度为l的原子蒸汽吸收部分光，通过光的强度I吸收定律I=i0exp (-KL)式的k是光的吸收系数，即基态原子对频率。其他元素，第一节的基本原理，素原子吸收不同频率的光，通过光的强度对吸收光的频率绘制，如下图所示：i0，I，与的关系，第一节的基本原理，如图所示，在频率0处，光的强度吸收得最少，即吸收得最多。如果绘制频率的吸收系数，则产生的曲线为吸收线轮廓。原子吸收线轮廓表征为原子吸收线的中心频率(或中心波长)和半宽。中心频率由原子力水平决定。半宽是中心频率位置，是光谱线轮廓上两点之间的频率或波长的距离，是吸收系数最大值的一半。谱线有一定的宽度，主要有两个因素。一个是由原子特性决定的，例如自然宽度。另一类是外部影响，例如列宽、碰撞宽度等。1，自然宽度，第一节基本原理，没有外部影响，谱线仍然有一定的宽度称为自然宽度。与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线的宽度越窄。每条谱线的自然宽度不同，大部分情况下约为10-5纳米。2，多普勒宽度因为辐射原子处于不规则的热运动状态，所以可以把辐射原子看作运动的波源。在这种不规则的热运动和观测器之间形成了相对位移行为，产生了宽光谱线的多普勒效应。这条谱线的所谓多普勒变宽是由于热运动导致列宽增大，通常扩大到10-3nm，这是谱线宽度的主要因素。第一节的基本原理，3，压力可变宽度是由于辐射原子与其他粒子(分子、原子、离子和电子等)的相互作用而产生的光谱线变宽，统称为压力膨胀。压力宽度通常随着压力的增加而增加。压力变大，同一种粒子碰撞引起的宽度称为霍尔茨马克。异种粒子产生的所有面积称为洛伦兹。此外，在外部电场或磁场作用下，能引起能级分裂，使光谱线变宽，这种宽度称为场变大。4、自吸宽度，第一部分的基本原理是自吸现象引起的光谱线宽称为自吸宽度。空心阴极灯发出的共振线被灯内的同种基态原子吸收，产生自吸现象，使谱线变宽。灯电流越大，自吸越宽。第二，原子吸收光谱的测量1，在积分吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系数，简称积分吸收，表示吸收的总能量。从理论上可以看出，积分吸收与原子蒸汽中吸收辐射的原子数成正比。数学表达式为、第一节的基本原理87474；KD=e2n0/MC表达式中的e是电子电荷；m是电子质量。c是光速。N0是单位体积中的基态原子数。f振子强度，即入射辐射能激发的每个原子的平均电子数与原子对特定波长的吸收概率成正比。这是原子吸收光谱的重要理论基础。如果你能测量积分吸收，你就能找到原子浓度。但是光谱线宽的测量只是10-3nm的积分吸收，需要分辨率很高的色散装置。2、峰值吸收目前，一般代替测量产品的峰值吸收系数测量方法，第一节基本原理，分割吸收系数法。使用辐射半宽比吸收线半宽小得多的尖线光源时，辐射的中心与吸收线的中心一致，如下图所示。这样，可以将高分辨率单色仪与其他光谱线分开，以测量峰值吸收系数。发射线、吸收线、K0、k1550；0、第一节基本原理，在一般原子吸收测量条件下，原子吸收剖面取决于Doppler(热可变宽度)宽度，运算最大吸收系数：K0=2/ d (LN2/) 1/2N0/MC，其中峰值吸收系数与原子浓度成正比，可以测量K03、尖锐线光源尖锐线光源是发射线的半宽比吸收线的半宽小得多的光源，如空心阴极灯。使用尖线光源时，光源发射线的半宽较小，与吸收线的中心频率一致。放射线的轮廓是非常窄的矩形，峰值吸收系数，可以看作第一节基本原理，k在此轮廓内不随频率变化，吸收仅限于发射线轮廓内。这样，特定的K0就可以测量特定的原子浓度。4、实际测量中