儀器分析光學(xué)分析法導(dǎo)論(完整版)
【正文】 連續(xù)光源 紅外光源 硅碳棒 6000 5 0 0 0 cm 1之間有最大強(qiáng)度 H g 燈 254 734 nm 金屬蒸汽燈 N a 燈 5 8 9 .0nm ， 589 .6nm 空心陰極燈 空心陰極燈 高強(qiáng)度空心陰極燈 也稱元素?zé)? 紅寶石激光器 693 .4nm H e Ne 激光器 6 3 2 .8nm 激光 * A r 離子激光器 5 1 5 .4nm ， 4 8 8 .0nm 直流電弧 交流電弧 火花 線光源 發(fā)射光譜光源 ICP 電能 單色器 ：獲得高光譜純度輻射束的裝置 ， 而輻射束的波長(zhǎng)可在很寬范圍內(nèi)任意改變； 主要部件 ： （ 1） 進(jìn)口狹縫； （ 2） 準(zhǔn)直裝置 (透鏡或反射鏡 )：使輻射束成為平行光線； （ 3） 色散裝置 (棱鏡 、 光柵 )：使不同波長(zhǎng)的輻射以不同的角度進(jìn)行傳播； （ 4） 聚焦透鏡或凹面反射鏡 ， 使每個(gè)單色光束在單色器的出口曲面上成像 。 光柵的色散原理 光柵公式： d (sinα177。 光柵的參數(shù)： 光柵的特性可用 色散率 和 分辨率 來表征 ， 當(dāng)入射角不變時(shí) ， 光柵的 角色散率 可通過對(duì)光柵公式求導(dǎo)得到： ???c o sdKdd ? dθ/dλ為衍射角對(duì)波長(zhǎng)的變化率 ， 即光柵的角色散率 。mm1的光柵來色散 Li的 。復(fù)合光經(jīng)色散元件分開后 ， 在 出口 曲面上形成相當(dāng)于每條光譜線的 像 ， 即光譜 。 角色散率只與色散元件的性能有關(guān)；線色散率還與儀器的焦距有關(guān) 。 1, 177。 平行光經(jīng)過棱鏡后按波長(zhǎng)順序排列成為單色光；經(jīng)聚焦后在焦面上的不同位置上成像 ， 獲得按波長(zhǎng)展開的光譜； 棱鏡的光學(xué)特性可用 色散率 和 分辨率來表征 ； 棱鏡的特性與參數(shù) （ 1） 色散率 角色散率 ：用 dθ/dλ表示 ， 表示 偏向角 θ對(duì)波長(zhǎng)的變化率； ?????dd2s in12s in2dd22nn??? 棱鏡的 頂角 α 越大或 折射率 n越大 ， 角色散率越大 ， 分開 兩條 相鄰 譜線的能力 越強(qiáng) ， 但 頂角越大 ，反射損失也增大 ， 通常為 60度角； （ 2）分辨率 相鄰兩條靠得很近的譜線分開的能力： ???dd nbR ????： 兩條相鄰譜線的平均波長(zhǎng)；△ λ： 兩條譜線的波長(zhǎng)差； b：棱鏡的底邊長(zhǎng)度； n：棱鏡介質(zhì)材料的折射率。 七 、 光學(xué)分析法的應(yīng)用 (1)成分分析。 X射線衍射：研究晶體結(jié)構(gòu)，不同晶體具有不同衍射圖。 7. 化學(xué)發(fā)光分析法 利用化學(xué)反應(yīng)提供能量，使待測(cè)分子被激發(fā)，返回基態(tài)時(shí)發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，依據(jù)其強(qiáng)度與待測(cè)物濃度之間的線性關(guān)系進(jìn)行定量分析的方法。 最常見的三種 基于原子外層電子躍遷的原子吸收光譜（ AAS）； 原子發(fā)射光譜（ AES）、原子熒光光譜（ AFS）； 基于原子內(nèi)層電子躍遷的 X射線熒光光譜（ XFS）； 基于原子核與射線作用的穆斯堡譜； 分子光譜 （帶狀光譜）： 是 由 分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí) 的變化產(chǎn)生的， 由幾個(gè)光帶和暗區(qū)相間而成的光譜。 １．光譜法 光譜法是基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，測(cè)量由物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化的能級(jí)之間的躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。 (7) 衍射（ Diffraction） 光繞過物體而彎曲地向其后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象； (8) 偏振（ Polarization） 只在一個(gè)固定方向有振動(dòng)的光稱為平面偏振光。s1 （ 2） 光的微粒性 還有一些光學(xué)現(xiàn)象，如光電效應(yīng)、光的發(fā)射和吸收等，只能用光的微粒性才能滿意地解釋。 第一節(jié) 光分析基礎(chǔ) 一、 光分析法及其特點(diǎn) optical analysis and its characteristics 光分析法： 基于電磁輻射與待測(cè)物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻射信號(hào)與物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)關(guān)系所建立起來的分析方法； 電磁輻射范圍： ?射線～無線電波所有范圍； 相互作用方式： 發(fā)射 、 吸收 、 反射 、 折射 、 散射 、 干涉 、 衍射等； 光分析法在定性 、 定量和研究物質(zhì)組成 、 結(jié)構(gòu)表征 、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位； 三個(gè)基本過程： （ 1） 能源 （ 電磁輻射： ?射線～無線電波 ） 提供能量 （ 輻射能 躍遷：電子躍遷 紫外 ， 振動(dòng)躍遷 紅外 ， 轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷 微波 ） ； （ 2） 能量與被測(cè)物之間的相互作用 （ 發(fā)射 、 吸收 、 反射 、 折射 、散射 、 干涉 、 衍射等 ） ； （ 3） 產(chǎn)生信號(hào) （ 輻射信號(hào) ） 。 粒子性 普朗克常數(shù) h ＝ 1034J X + hv → X* 激發(fā)態(tài)的壽命很短 ,約為 108 sec.,然后以發(fā)生光物理和 光化學(xué)
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