原子發(fā)射光譜分析(光學(xué)分析概述)-文庫吧
2025-07-20 14:43 本頁面
【正文】 一般情況下，原子處于基態(tài)，在激發(fā)光源作用下，原子獲得能量，外層電子從基態(tài)躍遷到較高能態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài) ，約經(jīng) 108 s，外層電子就從高能級向較低能級或基態(tài)躍遷，多余的能量的發(fā)射可得到一條光譜線。 原子中某一外層電子由基態(tài)激發(fā)到高能級所需要的能 量稱為 激發(fā)電位 (Excitation potential)。 原子光譜中每一條譜線的產(chǎn)生各有其相應(yīng)的激發(fā)電位。 由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷所發(fā)射的譜線稱為共振線 (resonance line)。共振線具有最小的激發(fā)電位，因此最容易被激發(fā)， 為該元素最強(qiáng)的譜線。 離子也可能被激發(fā)，其外層電子躍遷也發(fā)射光譜。由于離子和原子具有不同的能級，所以離子發(fā)射的光譜與原子發(fā)射的光譜不一樣。每一條離子線都有其激發(fā)電位。這些離子線的激發(fā)電位大小與電離電位高低無關(guān) 在原子譜線表中， 羅馬數(shù) Ⅰ 表示中性原子發(fā)射光譜的譜線， Ⅱ 表示一次電離離子發(fā)射的譜線， Ⅲ 表示二次電離離子發(fā)射的譜線 ? 例如 Mg Ⅰ 為原子線，MgⅡ 。 激發(fā)電位 (Excitation potential) 譜線強(qiáng)度與激發(fā)電位成負(fù)指數(shù)關(guān)系。在溫度一定時，激發(fā)電位越高，處于該能量狀態(tài)的原子數(shù)越少，譜線強(qiáng)度越小。激發(fā)電位最低的共振線通常是強(qiáng)度最大的線。 激發(fā)溫度 (Excitation temperature) 溫度升高，譜線強(qiáng)度增大。但溫度升高，電離的原子數(shù)目也會增多，而相應(yīng)的原子數(shù)減少，致使原子譜線強(qiáng)度減弱，離子的譜線強(qiáng)度增大。 二、熱平衡態(tài)與原子布居數(shù)目 玻爾茲曼關(guān)系式： 此關(guān)系式表明激發(fā)溫度越高、元素的激發(fā)電位越低，則原子光譜線就越強(qiáng)；且特征發(fā)射光譜線的強(qiáng)度與基態(tài)原子濃度呈正比關(guān)系。 三、 譜線的自吸與自蝕 (selfabsorption and selfreversal of spectral lines) 在一般光源中，是在弧焰中產(chǎn)生的，弧焰具有一定的厚度，弧焰中心 a的溫度最高，邊緣 b的溫度較低。由弧焰中心發(fā)射出來的輻射光，必須通過整個弧焰才能射出，由于弧層邊緣的溫度較低，因而這里處于基態(tài)的同類原子較多。這些低能態(tài)的同類原子能吸收高能態(tài)原子發(fā)射出來的光而產(chǎn)生吸收光譜。原子在高溫時被激發(fā)，發(fā)射某一波長的譜線，而處于低溫狀態(tài)的同類原子又能吸收這一波長的輻射，這種現(xiàn)象稱為 自吸現(xiàn)象 。當(dāng)自吸現(xiàn)象非常嚴(yán)重時，譜線中心的輻射將完全被吸收， 這種現(xiàn)象稱為 自蝕 。 1，無自吸； 2，自吸； 3，自蝕 167。 73 原子發(fā)射光譜分析儀器 用來研究吸收、發(fā)射或熒光的電磁輻射強(qiáng)度和波長關(guān)系的儀器叫做光譜儀或分光光度計。 光譜儀或分光光度計一般包括五個基本單元： 光源、單色器、樣品容器、檢測器和讀出器件。 發(fā)射光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖 一、 光源 (Light source)： 光源是提供足夠的能量使試樣蒸發(fā)、原子化、激發(fā)，產(chǎn)生光譜。 目前常用的光源有高溫火焰、直流電弧(DC arc)、交流電弧 (AC arc)、電火花 (electric spark)及電感耦合高頻等離子體（ ICP）。 1. 直流電弧 直流電弧的最大優(yōu)點是電極頭溫度相對比較高（ 4000至 7000K，與其它光源比），蒸發(fā)能力強(qiáng)、絕對靈敏度高、背景小；缺點是放電不穩(wěn)定，且弧較厚，自吸現(xiàn)象嚴(yán)重，故不適宜用于高含量定量分析，但可很好地應(yīng)用于礦石等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。 2. 交流電弧 與直流相比，交流電弧的電極頭溫度稍低一些，但弧溫較高，出現(xiàn)的
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