【文章內(nèi)容簡介】 interference） 當(dāng)頻率與振幅相同、周相相等或相差保持恒定的波源所發(fā)射的相干波相互疊加時(shí)，會產(chǎn)生明暗相間的條紋，此現(xiàn)象成為波的干涉，明暗相間的條紋成為干涉條紋。 產(chǎn)生明條紋的條件： ?＝ ?2k?(?/2) （式中： ?為兩相干波相遇時(shí)走過的光程差； ?為光的波長 k為包括 0的整數(shù)） 產(chǎn)生暗條紋的條件： ?＝ ?(2k＋ 1)?(?/2) 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 衍射（ Diffraction） 當(dāng)一束平行光通過窄的開口如狹縫時(shí)發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。 平行光束 單縫衍射 雙縫衍射 經(jīng)衍射產(chǎn)生明條紋的條件： a sin ? = （ 2k+1） ?(?/2) 產(chǎn)生暗條紋的條件： 衍射角 ? 滿足： a sin ? = 2k?(?/2) 衍射角 ? 滿足： 狹縫寬度 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 167。 22 光學(xué)分析法 一、光學(xué)分析法的分類 按光與物質(zhì)相互作用時(shí)，有無能量交換分 非光譜分析法 光譜 分析法 按測量參數(shù)不同分 折射法 旋光法（圓二色法） 比濁法 衍射法 按躍遷能級的不同分 x射線吸收光譜、 x射線熒光光譜 原子吸收、原子發(fā)射、原子熒光光譜法 紫外 可見分光光度法 熒光、磷光、化學(xué)發(fā)光光譜法 紅外光譜法、拉曼光譜法 M246。ssbauer譜、核磁共振譜 基于外層（價(jià)）電子躍遷的光譜 基于原子內(nèi)層電子躍遷的光譜 基于分子振動與轉(zhuǎn)動躍能級躍遷的光譜 基于核能級躍遷引起的光譜 激光光譜 以電磁輻射為基礎(chǔ)的常用光譜方法 能量高低 典型光譜類型 常用波長范圍 能級躍遷類型 高能輻射 ?射線發(fā)射 ? 核 x射線發(fā)射、吸收、熒光和衍射 ? 100197。 原子內(nèi)層電子 中間部分 真空紫外吸收 10 ? 100nm 原子外層電子 紫外 可見吸收、發(fā)射和熒光 180 ?780nm 分子價(jià)電子 紅外吸收和拉曼散射 ?300?m 分子轉(zhuǎn)動和振動 長波部分 微波吸收區(qū) ? 分子轉(zhuǎn)動 電子自旋共振 3 cm 磁場中電子自旋 核磁共振 ?10m 磁場中核自旋 光學(xué) 光譜區(qū) 微波區(qū)、 射頻區(qū) 電磁輻射的基本性質(zhì) 二、光譜的形狀 光譜分析法 由氣態(tài)自由基或小分子振動 轉(zhuǎn)動能級躍遷所產(chǎn)生的光譜。 分子光譜屬于帶光譜。 線光譜 (Line spectra): 由強(qiáng)度不同的譜線（線寬約為 105 nm） 和暗區(qū)相間而成的銳線光譜。 由處于氣相的單個(gè)原子發(fā)生電子能級躍遷所產(chǎn)生的銳線。 原子光譜屬于線光譜 帶狀光譜 (Band spectra) 由一系列相隔很近的線光譜組成，因儀器不能分辨而形成的具有一定寬度（一般為幾個(gè)至幾十個(gè) nm)的光譜 ? ( nm )光強(qiáng)度 波長 400 450 500 550 600 650波長 光強(qiáng)度 二、光譜的形狀 光譜分析法 線光譜 帶光譜 線光譜與帶光譜的產(chǎn)生 二、光譜的形狀 光譜分析法 固體被加熱到熾熱狀態(tài)時(shí) ， 無數(shù)原子和分子的運(yùn)動或振動所產(chǎn)生的熱輻射 ， 也稱黑體輻射 。 通常產(chǎn)生背景干擾 。 溫度越高 ， 輻射越強(qiáng) ， 而且短波長的輻射強(qiáng)度增加得最快 。 另一方面 ， 熾熱的固體所產(chǎn)生的連續(xù)輻射是紅外 、 可見及較長波長的重要輻射源 （ 光源 ） 。 連續(xù)光譜 (Continuum spectra)： 在一定范圍內(nèi)。各種波長的光都有，連續(xù)不斷，無明顯的譜線和譜帶的光譜。 167。 23 光譜分析儀器 一、光譜儀器的原理與基本結(jié)構(gòu) 基本組成： 光源，單色器，樣品引入系統(tǒng) ，檢測器（光電轉(zhuǎn)換 器、電子讀出、數(shù)據(jù)處理及記錄）。 光源系統(tǒng) 試樣引入 系統(tǒng) 波長選擇 系統(tǒng) 檢測系統(tǒng) 信號處理器 吸收 光譜儀 光源系統(tǒng) 試樣引入 系統(tǒng) 波長選擇 系統(tǒng) 檢測系統(tǒng) 信號處理器 熒光、磷光 及散射光 波長選擇系統(tǒng) 光源 +試樣引入系統(tǒng) 波長選擇 系統(tǒng) 檢測系統(tǒng) 信號處理器 發(fā)射及 化學(xué)發(fā)光 對光源的要求 ? 強(qiáng)度大（分析靈敏度高） ? 穩(wěn)定（分析重現(xiàn)性好） 光源的分類及常用光源 分 類 光源 主要用于紫外 可見吸收光譜、紅外光譜、分子熒光、散射光譜等 主要用于原子吸收光譜、原子熒光 連續(xù)光源 線光源 脈沖光源（激光器） 主要用于熒光、散射、紅外和吸收光譜 發(fā)射光譜光源 主要用于原子發(fā)射光譜中 二、光源系統(tǒng) 光譜分析儀器 連 續(xù) 光 源 紫外光源 H2燈和 D2燈 160375nm 可見光源 W燈 3202500nm Xe燈 160900nm 紅外光源 Nernst燈 6000400cm1之間有較大強(qiáng)度 硅碳棒 線 光 源 金屬蒸汽燈 Hg燈 254734nm Na燈 、 空心陰極燈 各種元素?zé)? 激 光 光 源 線光源 固體激光器 (紅寶石激光器 ) 6934197。 氣體激光器 (氬離子激光器 ) 4880、 4965及 5145197。 連續(xù)光源 染料激光器 半導(dǎo)體激光器 發(fā)射光譜光源 直流電弧、交流電弧、電火花各種等離子體光源 電能 二、光源系統(tǒng) 光譜分析儀器 常見光源 得到的單色光具有一定的強(qiáng)度和盡量窄的波長范圍 1. 單色器或波長選擇器（ monochromator, wavelength selector） 將由不同波長的 “ 復(fù)合光 ” 分開為一系列 “ 單一 ” 波長的 “ 單色光 ” 的器件。 2. 對單色器的要求 一般而言：單色光有效帶寬越小，分析的靈敏度越高、選擇性越好、分析物濃度與光學(xué)響應(yīng)信號的線性相關(guān)性也越好。 包括：入射狹縫、準(zhǔn)直裝置、色散裝置、聚焦透鏡或凹面反射鏡、出口狹縫 3. 單色器的結(jié)構(gòu) 三、波長選擇系統(tǒng)（單色器） 光譜分析儀器 棱鏡單色儀 入射狹縫 準(zhǔn)直鏡 物鏡 棱鏡 焦面 出射狹縫 f 入射狹縫 光柵 出射狹縫 f 光柵單色儀 三、波長選擇系統(tǒng)（單色器） 光譜分析儀器 3. 單色器的結(jié)構(gòu) 濾光片 棱 鏡 光 柵 邁克孫干涉儀 三、波長選擇系統(tǒng)（單色器） 光譜分析儀器 4. 常用單色元件 光譜分析