《仪器分析》课程：第08章 光学分析法导论

1、厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 光学分析法导论光学分析法导论光学分析法导论光学分析法导论光学分析法导论光学分析法导论 Chapter EightChapter EightChapter Ei

2、ght Guide of Optics Analytical MethodGuide of Optics Analytical MethodGuide of Optics Analytical Method 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) E

3、mail： 一一. . 电磁辐射的波粒二象性电磁辐射的波粒二象性 hc hE c 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： 二二. .电磁辐射与物质的相互作用及其光谱电磁辐射与物质的相互作用及其光谱 hc hEEE 01 h h h i

4、i i O A O A O A h EE hc E hc 01 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： Band spectraBand spectraBand spectra )/( )( 平动转动振动电子 平动转动振动电子 平动转动

5、振动电子分子 hc h EEEEE h h h i i i 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： E E E2 2 2 E E E0 0 0 E E E1 1 1 E E E3 3 3 h h h i i i h h h i i i

6、h h h i i i 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： 三三. .光学分析法波谱光学分析法波谱 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林

7、竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： 跃迁类型跃迁类型分子振动分子振动 分子转动分子转动 电子、核自旋电子、核自旋 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 T

8、elephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： 二二. . 光栅单色器基本组成光栅单色器基本组成 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Ema

9、il： 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： sin f d d d dl d nf d nf d dl sincos nf d nf d dl d sincos 1sin,900 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪

10、器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： Nn d R d F f 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹

11、光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： m)(mm)/A()A( 0 1 0 SDW 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email21

12、84660(O) Email： vvv定性分析：选择较窄的狭缝宽度定性分析：选择较窄的狭缝宽度定性分析：选择较窄的狭缝宽度定性分析：选择较窄的狭缝宽度定性分析：选择较窄的狭缝宽度定性分析：选择较窄的狭缝宽度提高分辨率，减少其它提高分辨率，减少其它提高分辨率，减少其它提高分辨率，减少其它提高分辨率，减少其它提高分辨率，减少其它 谱线的干扰，提高选择性；谱线的干扰，提高选择性；谱线的干扰，提高选择性；谱线的干扰，提高选择性；谱线的干扰，提高选择性；谱线的干扰，提高选择性； vvv定量分析：选择较宽的狭缝宽度定量分析：选择较宽的狭缝宽度定量分析：选择较宽的狭缝宽度定量分析：选择较宽的狭缝宽度定量分析

13、：选择较宽的狭缝宽度定量分析：选择较宽的狭缝宽度增加照亮狭缝的亮度，增加照亮狭缝的亮度，增加照亮狭缝的亮度，增加照亮狭缝的亮度，增加照亮狭缝的亮度，增加照亮狭缝的亮度， 提高分析的灵敏度；提高分析的灵敏度；提高分析的灵敏度；提高分析的灵敏度；提高分析的灵敏度；提高分析的灵敏度； vvv应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优 化确定最佳狭

14、缝宽度。化确定最佳狭缝宽度。化确定最佳狭缝宽度。化确定最佳狭缝宽度。化确定最佳狭缝宽度。化确定最佳狭缝宽度。 vvv与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用 较宽的较宽的较宽的较宽的较宽的较宽的狭缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。狭缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。狭缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。狭缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。狭

15、缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。狭缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： 2. 2. 2. 2. 2. 2. 理想的光电转换器要求理想的光电转换器要求理想的光电转换器要求理想的光电转换器要求理想的光

16、电转换器要求理想的光电转换器要求 vvv灵敏度高；灵敏度高；灵敏度高；灵敏度高；灵敏度高；灵敏度高； vvv S/NS/NS/NS/NS/NS/N大；大；大；大；大；大； vvv 暗电流小；暗电流小；暗电流小；暗电流小；暗电流小；暗电流小； vvv 响应快且在宽的波段内响应恒定。响应快且在宽的波段内响应恒定。响应快且在宽的波段内响应恒定。响应快且在宽的波段内响应恒定。响应快且在宽的波段内响应恒定。响应快且在宽的波段内响应恒定。 S = KP + KS = KP + KS = KP + KD D D= KP= KP= KP S S S S S S: : : : : :以电压或电流为单位的电响应；

17、以电压或电流为单位的电响应；以电压或电流为单位的电响应；以电压或电流为单位的电响应；以电压或电流为单位的电响应；以电压或电流为单位的电响应； K K K K K K: : : : : :校正灵敏度；校正灵敏度；校正灵敏度；校正灵敏度；校正灵敏度；校正灵敏度；P P P P P P：辐射功率； ：辐射功率；：辐射功率；：辐射功率；：辐射功率；：辐射功率； K K K K K KD D D D D D: : : : : : 暗电流暗电流暗电流暗电流暗电流暗电流( ( ( ( ( (可通过线路补偿，使为可通过线路补偿，使为可通过线路补偿，使为可通过线路补偿，使为可通过线路补偿，使为可通过线路补偿，使

18、为0) 0)0)0)0)0) 1.1.1.1.1.1.定义：定义：定义：定义：定义：定义：光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。 厦门大学精品课程厦门大学精品课程厦门大学精品课程 仪器分析仪器分析仪器分析( ( (含实验含实验含实验) ) ) 设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光设计与

19、编写教师：林竹光设计与编写教师：林竹光 TelephoneTelephoneTelephone：2184660(O) Email2184660(O) Email2184660(O) Email： C）光电转换器种类光电转换器种类及及应应用用波波段段 检测器种类检测器种类 检测器检测器 应用波段应用波段 早期检测器早期检测器 人眼人眼(Vis)，相板及照像胶片相板及照像胶片(UV-Vis) UV-Vis 硒光电池硒光电池（Photovoltaic cell, ,光伏管光伏管） 350-(500)max-750nm 真空光电管真空光电管（Vacuum phototube） 据光敏材料而定据光敏材料

20、而定 光电倍增管光电倍增管（Photomultiplier tube） ibid 光电转换器光电转换器 (photo transducer) 硅二极管硅二极管（Silicon diode） 190-1100nm 光二极管阵列光二极管阵列（Photodiode array, PDA） 多通道转换器多通道转换器 (Multichannel transducer) 电荷转移器件电荷转移器件Charge-transfer device, CTD： 电荷注入器件电荷注入器件( (Charge-injection device, CID) ) 电荷耦合器件电荷耦合器件(Charge-coupled device, CCD) 电导检测器电导检测器 电导检测器电导检测器（Photoconductivity）； UVUV- -V Vis 热电偶热电偶（Thermocouple） 辐射热计辐射热计（Bolometer） 热热检测器检测器 (Thermal transducer) 热释电热释电（Pyr