第五章光学分析法导论

第五章光学分析法导论

一、电磁辐射和电磁波谱

1．电磁辐射（电磁波，光）：以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量形式，它是检测物质内在微观信息的最佳信使。2．电磁辐射的性质：具有波、粒二像性；其能量交换一般为单光子形式，且必须满足量子跃迁能量公式：

3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列。莫斯鲍尔光谱法:-射线吸收X-射线吸收光谱法:X-荧光光谱法:原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、分子发光光谱近,中红外光谱区:核磁共振波谱法:二、光学分析法及其分类

光学分析法可分为：光谱法和非光谱法两大类。光谱法:是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。

非光谱法:利用物质与电磁辐射的相互作用测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变化的分析方法。分类：属于这类分析方法的有折射法、偏振法、光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二色性法等。

光谱法分类:按产生光谱的物质类型分：原子光谱，分子光谱和固体光谱按产生的光谱的方式分：吸收光谱法,发射光谱法和散射光谱按光谱的性质和形状分：线状光谱，带状光谱和连续光谱1.原子光谱（线状光谱）：吸收光谱法,发射光谱法原子发射光谱法（AES）、原子吸收光谱法（AAS），原子荧光光谱法（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）E2E0E1E3原子发射光谱原子吸收光谱波长半宽度10-2~10-52.分子光谱（带光谱）：吸收光谱法,发射光谱法如：紫外-可见分光光度法（UV-Vis），红外光谱法（IR），分子荧光光谱法（MFS）和分子磷光光谱法（MPS）等波长/nmI波长/nmA(T)半宽度20~100nm半宽度20~100nm分子发射光谱分子吸收光谱3.Raman散射

频率为0的单色光照射到透明物质上，物质分子会发生散射现象。如果这种散射是光子与物质分子发生能量交换的，即不仅光子的运动方向发生变化，它的能量也发生变化，则称为Raman散射。这种散射光的频率（νm）与入射光的频率不同，称为Raman位移。Raman位移的大小与分子的振动和转动的能级有关，利用Raman位移研究物质结构的方法称为Raman光谱法。

三.

光谱法仪器

用来研究吸收、发射电磁辐射的强度和波长的关系的仪器叫做光谱仪或分光光度计。这一类仪器一般包括五个基本单元：光源、单色器、样品容器、检测器和读出器件。

发射光谱仪光源样品单色器检测器读出器件ab原子吸收光谱仪光源单色器样品检测器读出器件原子化器单色器光电倍增管样品空心阴极灯读出器件分子吸收光谱仪荧光光谱仪光源第一单色器样品第二单色器检测器记录放大系统(一)光源：连续光源和线光源连续光源用于分子吸收光谱法；线光源用于荧光、原子吸收和Raman光谱法。1.连续光源：紫外光源，可见光源，红外光源（1）紫外光源：采用氢灯或氘灯。160-375nm

（2）可见光源：钨丝灯：波长范围为320-2500nm。氙灯；波长范围为250-700nm。（3）红外光源：常用的有奈斯特灯、硅碳棒。(二)单色器单色器的主要作用是将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜以及色散元件，如棱镜或光栅等组成。(三)吸收池

紫外光区，采用石英材料；可见光区，则用硅酸盐玻璃；红外光区，则可根据不同的波长范围选用不同材料的晶体制成吸收池的窗口。(四)检测器检测器可分为两类，一类对光子有响应的光检测器，另一类为对热产生响应的热检测器。光检测器有硒光电池、光电管、光电倍增管、半导体等。热检测器是吸收辐射并