光谱分析法概论

1、第九章 光谱分析法概论9/29/20221主要内容电磁辐射及其与物质的相互作用1光学分析法分类2光谱分析仪器3光谱分析法的发展概况42光学分析法(optical analysis)基于物质发射的电磁辐射(electromagnetic radiation)或物质与辐射相互作用产生的辐射信号或发生的信号变化来测定物质的性质、含量和结构的仪器分析方法。3电磁辐射电磁辐射是一种以电磁波的形式在空间高速传播的粒子流，具有波动性和微粒性。4磁场电场传播方向电磁辐射的波动性电磁辐射为正弦波。与其它波，如声波不同，电磁波不需传播介质，可在真空中传输。 5电磁辐射的微粒性电磁辐射是由一颗颗不连续的光子构成的粒

2、子流。当物质吸收或发射一定波长的电磁波时，是以吸收或发射一颗颗量子化的光子形式进行的。每个光子的能量为：6电磁波谱(electromagnetic spectrum)分区表辐射区段波长范围辐射区段波长范围射线10-410-2nm射线远紫外辐射紫外辐射可见光10-210nm10200nm200400nm400760nm近红外辐射中红外辐射远红外辐射微波无线电波0.762.5m2.550m50300m0.3mm1m11000m7电磁辐射照射物质时，其传播方向、速度等物理性质发生改变。电磁辐射照射物质时，发生能量转移，使物质内部有相应的能级跃迁折射法、干涉法旋光法、圆二色光谱法散射浊度法X射线衍射法

3、吸收(absoption)光谱法发射(emission)光谱法散射(scattering)光谱法电磁辐射与物质相互作用非光谱法光谱法 (spectroscopic analysis)8常用光谱分析法9光谱分析法分类光谱分析法吸收光谱法发射光谱法原子光谱法分子光谱法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红外核磁共振紫外可见红外分子荧光分子磷光核磁共振化学发光原子发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学发光10原子吸收光谱法被作用物：原子蒸汽光源：紫外可见光能级跃迁情况：最外层价电子从能量较低的能级E1跃迁到能量较高的能级E(AAS)11原子发射光谱法被作用物：原子蒸汽光源：火焰、电

4、弧、等离子炬等能级跃迁情况：最外层价电子从能量较高的能级E2跃迁到能量较低的能级E1(AES)1213傅立叶变换红外光谱仪14粉末X射线衍射仪15荧光分光光度计16分光光度计(spectrophotometer)基本组成辐射源样品池检测器单色器讯号处理及显示器17辐射源(source)对光源的要求：强度大（分析灵敏度高）、稳定（分析重现性好）。 18分光系统（wavelength selector）将连续波长的“复合光”分开为一系列“单一” 波长的“单色光”的器件。 理想的100%的单色光是不可能达到的，实际上只能获得的是具有一定“纯度”的单色光，即该“单色光具有一定的宽度（有效带宽）。有效带

5、宽越小，分析的灵敏度越高、选择性越好、分析物浓度与光学响应信号的线性相关性也越好。19单色器(monochromator)构成狭缝、准直镜、棱镜或光栅、会聚透镜。 入射狭缝准直镜物镜棱镜焦面出射狭缝f入射狭缝准直镜光栅物镜出射狭缝f其中最主要的分光元件为棱镜和光栅prismgrating20光栅(grating)d900450300700350233500250167300150一级二级三级分为透射光栅和反射光栅，常用的是反射光栅。反射光栅又可分为平面反射光栅(或称闪耀光栅blazed grating)和凹面反射光栅。闪耀光栅在同一级光谱上，各谱线是均匀排列的，可通过减小 d 值来提高色散率。通常1200-1400刻槽/mm。投射光光栅21检测器（detector）波段射线X射线紫外可见红外微波射频检测器闪烁计数管半导