【正文】 光源系統(tǒng) 試樣引入系統(tǒng) 波長選擇系統(tǒng) 檢測系統(tǒng) 信號處理及讀出系統(tǒng) 熒光、磷光、散射光譜儀 包括原子熒光、分子熒光和分子磷光光譜儀以及 Raman光譜儀 檢測信號是吸光后的發(fā)光強(qiáng)度或 Raman散射光強(qiáng)度 由于入射光的干擾，檢測系統(tǒng)與入射光不能在同一條光軸上 發(fā)射、化學(xué)發(fā)光光譜儀 激發(fā)源及試樣引入系統(tǒng) 波長選擇系統(tǒng) 檢測系統(tǒng) 信號處理及讀出系統(tǒng) 包括原子發(fā)射光譜儀和化學(xué)發(fā)光光譜儀 檢測信號是試樣直接發(fā)光的強(qiáng)度，因此沒有光源 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：檢測系統(tǒng)與試樣發(fā)出的光在同一條光軸上 光源系統(tǒng) H2燈 紫外光源 D2燈 160 375 nm W 燈 320 25 00 nm 可見光源 氙燈 250 70 0nm N er nst 燈 連續(xù)光源 紅外光源 硅碳棒 6000 5 00 0cm 1之間有最大強(qiáng)度 H g 燈 254 734 nm 金屬蒸汽燈 N a 燈 58 ， 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 63 激光 * A r 離子激光器 51 ， 48 直流電弧 交流電弧 火花 線光源 發(fā)射光譜光源 ICP 電能 對光源的要求 ：足夠的輸出功率，以便容易檢測和測定；輸出穩(wěn)定。) 原子內(nèi)層電子的逐出，外層能級電子躍入空位 特征 X射線 (熒光 ) 原子熒光光譜法 高強(qiáng)度紫外、可見光 氣態(tài)原子外層電子躍遷 原子熒光 熒光光譜法 紫外、可見光 分子 熒光 (紫外 可見光 ) 磷光光譜法 紫外、可見光 分子 磷光 (紫外 可見光 ) 化學(xué)發(fā)光法 化學(xué)能 分子 可見光 第三節(jié) 光譜分析儀器 ?光譜分析儀是以吸收、發(fā)射、散射、熒光、磷光、化學(xué)發(fā)光為基礎(chǔ)建立的，具有大致相同的基本部件。 ? 黑體輻射對于原子光譜是一種干擾因素 ? 它所產(chǎn)生的連續(xù)光譜可以用作連續(xù)光源。 ? 黑體輻射 —— 固體在熾熱狀況下產(chǎn)生。 ? 由一系列緊密排列的線光譜點(diǎn)組成。在光譜圖上表現(xiàn)為一系列光譜點(diǎn)。實(shí)際上每一條線狀光譜都是狹縫采集相同波長的光譜點(diǎn)。 ?線光譜 ： ?對于任何一個躍遷，在光譜圖上表現(xiàn)為一個點(diǎn)，如存在多個躍遷，則表現(xiàn)為多個點(diǎn)。 ? Raman位移的大小與分子的振動和轉(zhuǎn)動能級有關(guān)，據(jù)此可進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究。 ? 可進(jìn)行有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定，以及分子的動態(tài)效應(yīng)、氫鍵的形成、互變異構(gòu)反應(yīng)等化學(xué)研究。 ?基于原子內(nèi)層電子能級躍遷的光譜法 ?基于高能電子的減速運(yùn)動或原子內(nèi)層電子躍遷所產(chǎn)生的短波電磁輻射 ?包括： X射線熒光法、 X射線吸收法和 X射線衍射法。 ?分子精細(xì)而復(fù)雜的振動和轉(zhuǎn)動能級，蘊(yùn)涵了大量的分子中各種官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息。 ?基于分子轉(zhuǎn)動、振動能級躍遷的光譜法 ?紅外吸收光譜法，波段范圍在近紅外光區(qū)和微波光區(qū)之間，是復(fù)雜的帶狀光譜。 ?在合適的條件下，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度隨時間變化的峰值與被分析物濃度呈線性關(guān)系，可用于定量分析。 ? 磷光：分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)，通過非輻射弛豫達(dá)到第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級，躍遷返回到基態(tài)的過程。 ? 原子熒光法較原子吸收法靈敏，但應(yīng)用范圍窄 ? 可見吸收光譜法 ? 利用分子吸收紫外 可見光，產(chǎn)生分子外層電子能級躍遷所形成的吸收光譜，進(jìn)行物質(zhì)的定量測定，測定基礎(chǔ)是LambertBeer定律。 ? 核心技術(shù)：原子化和原子激發(fā)技術(shù)，通常采用激發(fā)源來實(shí)現(xiàn)原子化和激發(fā)。 ? ? 基于受激原子或離子外層電子發(fā)射特征光學(xué)光譜而回到較低能級的定量和定性分析方法。 ?可以定量測定周期表中 60多種金屬元素，檢出限低 ?核心技術(shù)：原子化技術(shù)和銳線光源技術(shù)。透射電子顯微術(shù)已成為對物質(zhì)表面形貌和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的強(qiáng)有力工具。 ?電子衍射法：基于電子束與晶體物質(zhì)作用產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象。 ?衍射法：基于光的衍射現(xiàn)象而建立的方法 ?X射線衍射法：晶體的點(diǎn)陣常數(shù)與 X射線的波長為同一數(shù)量級，以 X射線照射晶體，可產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。 ? 旋光法：溶液的旋光性與分子的非對稱結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，可利用旋光法研究某些天然產(chǎn)物及配合物的立體化學(xué)問題，旋光計(jì)測定糖的含量。 ? 射入狹縫寬度為 a，入射角為 φ ， 光程差 Δ=asinφ 。 ? 當(dāng)兩列波光程差等于波長的整數(shù)倍時，兩波將相互加強(qiáng)到最大程度，得到明亮條紋； ? 當(dāng)兩列波光程差等于半波長的奇數(shù)倍時，兩波將相互減弱到最大程度，得到暗條紋。 ?光學(xué)儀器中要考慮由于反射作用造成的光損失 ? ? 當(dāng)頻率相同、振動相同、周相相等或周相差保持恒定的波源所發(fā)射的相干波互相疊加時，會產(chǎn)生波的干涉現(xiàn)象。 ? 電磁輻射在真空中的速度 c與其在介質(zhì)中傳播速度 v的比值定義為該介質(zhì)的折射率： n=c/v ? 當(dāng)光從介質(zhì) 1進(jìn)入介質(zhì) 2時，入射角 i與折射角 r的正弦比稱為相對折射率 ： =v1/v2=n2/n1 1 2 A B C S N N? i i? r ?反射光和折射光的能量分配是由介質(zhì)的性質(zhì)和入射角度大小來決定的。 ? 折射現(xiàn)象是由于光在兩種介質(zhì)中傳播速度不同引起的。 若沒有能量交換，稱為瑞利散射。 ?當(dāng)試樣粒子的直徑等于或大于入射光的波長時，發(fā)生丁鐸爾散射，其散射波長與入射波長一樣。 ? 。 熒光產(chǎn)生比磷光迅速 ? 完全相同。 線光譜 帶光譜 弛豫過程 ? 吸收輻射而激發(fā)的原子和分子處在高能態(tài)的壽命很短，它們要通過弛豫過程返回基態(tài)。 分子發(fā)射 ?分子發(fā)生與電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級相關(guān)，所以發(fā)射光譜復(fù)雜，為帶光譜。 激發(fā)方式： ，發(fā)生 X射線 、電弧，產(chǎn)生紫外、可見或紅外輻射 ，產(chǎn)生熒光 ，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光 原子發(fā)射 ?氣態(tài)自由原子處于激發(fā)態(tài)時，將發(fā)射電磁波回到基態(tài)，發(fā)射的電磁波處于紫外或可見光區(qū)。 ?處于非基態(tài)的分子、原子和離子叫做受激離子。 ? 原子核吸收 30～ 500MHz的射頻無線電波，據(jù)此建立了核磁共振波譜法 ? 電子吸收 9500MHz的微波，據(jù)此建立了電子自旋共振波譜法 無磁場 外加磁場 ΔE m=1/2 m=1/2 ?當(dāng)受激粒子弛豫回到低能級或基態(tài)時，以光子的形式釋放多余的能量，產(chǎn)生電磁輻射的過程。 ? 振動能級相同但轉(zhuǎn)動能級不同的兩個能級之間的能量差很小，相應(yīng)的波長差也很小，檢測系統(tǒng)很難分辨，因而分子光譜表現(xiàn)為連續(xù)光譜。 ? 可將光區(qū)和紫外光區(qū)的輻射能使電子從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)的任何一個振動或轉(zhuǎn)動能級。 分子吸收 ? 電磁輻射作用于分子時，電磁輻射也將被分子所吸收。 ?可以觀察到吸收雙線。 ?原子外層的電子能級數(shù)有限，因此產(chǎn)生原子吸收的特征頻率也有限，現(xiàn)有的檢測條件只有檢測出少數(shù)幾個非常確定的頻率被吸收 ?例：鈉蒸氣，價(jià)電子位于 3s能級 ?第一激發(fā)態(tài) 3p的兩個能級與 3s能級的能量差對應(yīng)