物質(zhì)成份的光譜分析(已修改)
2025-11-06 16:41 本頁面
【正文】 物質(zhì)成份的光譜分析 孫 梅 第一章 光譜分析基礎(chǔ)知識(shí) ? 基本概念 光學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或 電磁輻射與物質(zhì)相互作用而建立起來的一類分 析化學(xué)方法。 1． 電磁輻射 電磁輻射 是高速通過空間的光子流，通常簡 稱為光。它具有二象性，即：波動(dòng)性和粒子性。波 動(dòng)性表現(xiàn)在光的折射、衍射和干涉等現(xiàn)象；粒子性 表現(xiàn)在光電效應(yīng)等現(xiàn)象。 每個(gè)光子的能量 （ EL）與其頻率（ ?）、 波長（ ?）及波數(shù)（ ?）之間的關(guān)系為： EL=h?= hc/?= hc? 式中： h為普朗克常數(shù)（ Planck constant），其 值為 ?1034J?s。 c為光速，其值為 3?1010 cm? s1； ?為波數(shù)（ wave number），其單位為 cm1； ?為波長 （ wave length），單位為 cm。 由上式 可知 ：電磁輻射的波長越 短，其 光子的能量就越高。 普朗克 認(rèn)為 ：物質(zhì)對輻射能的吸收和發(fā) 射是不連續(xù)的、是量子化的。 當(dāng)物質(zhì)內(nèi)的分子或原子發(fā)生能級躍遷 時(shí)，若以輻射能的形式傳遞能量，則輻射能 一定等于物質(zhì)的能級變化，即： ?E=EL=h?= hc/? [例 ] ： 某電子在能量差為 ?1019 J的兩能 級間躍遷，其吸收或發(fā)射光的波長為多少納 米？ 解： 根據(jù) ?E=EL=h?= hc/? 得： ?= hc/?E =?1034J?s?3?1010 cm?s1/?1019J =?105cm =589 nm 2. 電磁波譜 將各種電磁輻射按照波長或頻率的大 小順序排列起來即稱為 電磁波譜 。 各波譜區(qū)所具有的能量不同，其產(chǎn)生 的機(jī)理也各不相同。 3. 單色光、復(fù)合光和互補(bǔ)色光 （ 1）單色光 ：具有同一波長（或頻率）的 光稱為 單色光 。 （ 2）復(fù)合 光 ：由不同波長的光組合而成的 光稱為 復(fù)合光 。 單色光很難從光源獲得，多數(shù)光源， 例如： 太陽、白熾燈和氫燈等發(fā)出的光 都是復(fù)合光，通過適當(dāng)?shù)氖侄慰梢詮膹?fù)合光 中獲得單色光。 ?人的眼睛對不同光的感受不一樣。凡是 能被肉眼感受到的光稱為 可見光 ，可見光 的波長范圍為 400 nm~760 nm。凡是超出此 范圍的光，人的眼睛感覺不到。 ?可見光范圍內(nèi)，不同波長的光會(huì)讓人感覺 到不同的顏色。 （ 3） 互補(bǔ)色光 ：如果把適當(dāng)顏色的兩種光按 一定強(qiáng)度比例混合也可得到白光，這兩種顏 色的光稱為 互補(bǔ)色光 。 （ 4） 物質(zhì)顏色的產(chǎn)生 當(dāng)一束白光照射到 固體物質(zhì) 時(shí)，物質(zhì) 對于不同波長光的吸收、透過、反射和折射 程度不同，從而使物質(zhì)產(chǎn)生不同的顏色。 如果對各種波長的光都完全反射即沒有 光的吸收，則呈 白色 ；如果物質(zhì)選擇性吸收 了某些波長的光，則呈現(xiàn)的顏色與其反射或 透過的光的顏色有關(guān)。 ?溶液 呈現(xiàn)的顏色是由于溶液中的粒子（分子 或離子）選擇性吸收白光中的某種顏色的光 而產(chǎn)生的。 如果各種顏色的光透過的程度相同，則 溶液無色透明；如果吸收了某種波長的光，則 溶液呈現(xiàn)的是它吸收的光的互補(bǔ)色。 例如： 硫酸銅溶液 因?yàn)槲樟税坠庵械? 黃色而呈現(xiàn) 藍(lán)色 ； 高錳酸鉀溶液 因吸收了白 光中的綠色而呈現(xiàn) 紅紫色 。 物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色與吸收光的對應(yīng)關(guān)系可 通過下圖簡單描述。 ?如果物質(zhì)分子吸收的是其它波段的光（非 可見光）時(shí)，則不能用顏色來判斷物質(zhì)微粒 是否吸收光子。 ? 光譜分析法概述 1．光譜 的定
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