【正文】 各類光譜分析儀器的基本結(jié)構(gòu) 單色器的結(jié)構(gòu)；棱鏡與光柵的分光原理；光柵的性能指標(biāo)；狹縫的概念以及狹縫的選擇 常用光源的基本種類 常用檢測器及其基本原理與應(yīng)用 光譜的分類依據(jù) 利用光電轉(zhuǎn)換或其它電子器件測定 “ 輻射與物質(zhì)相互作用 ” 之后的輻射強(qiáng)度等光學(xué)特性的改變 ， 進(jìn)行物質(zhì)的定性 、 定量和結(jié)構(gòu)分析的方法 。 歷史上，此相互作用只是局限于電磁輻射與物質(zhì)的作用，這也是目前應(yīng)用最為普遍的方法。 什么方法稱為光分析方法呢？ 一、電磁輻射 167。 y t 頻率相同的正弦波疊加得相同頻率的合成正弦波 波的疊加 二 電磁輻射的基本性質(zhì) 1/?1 1/?1 1/(??) 頻率不同的正弦波疊加得不同頻率的非正弦波；更多的正弦波疊加可形成方波 ? 粒子性是指 電磁波具有一定的能量，且其能量是量子化 的， 當(dāng)物質(zhì)發(fā)射電磁 波 或者電磁 波 被物質(zhì)吸收時，就會 發(fā)生能量躍遷。 (101nm)等 用于大部分光譜中 波數(shù) ? cm1 常用于紅外光譜中 頻率 ? Hz； s1 常用于核磁共振譜中 各參數(shù)之間的關(guān)系： ??? 1?? cC = 1010 cm/s 三 描述電磁輻射的基本參數(shù) 電磁輻射的基本性質(zhì) E = h? 三 描述電磁輻射的基本參數(shù) 微粒性的主要描述參數(shù) ——能量 （ E），單位主要有 J、 eV 波動性與微粒性之間的關(guān)系 ——Einstein理論（ 1905年提出） Planch常數(shù)。 兩個重要推論： ? 物質(zhì)粒子存在不連續(xù)的能態(tài)，各能態(tài)具有特定的能量。 什么是單重態(tài)和三重態(tài) ？ 兩個電子具有不同自旋方向時所處的能量狀態(tài)稱為 單重態(tài) ； 兩個電子具有相同自旋方向時所處的能量狀態(tài)稱為 三重態(tài) 單 重態(tài) （設(shè)為基態(tài)） 受激 激發(fā) 單 重態(tài) 激發(fā) 三 重態(tài) 輻射的吸收 當(dāng)入射輻射的能量正好等于目標(biāo)物 （ 原子 、分子或離子等 ） 的基態(tài)與激發(fā)態(tài)的能級差時， 目標(biāo)物將吸收能量 ， 并從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過程 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) ? ( nm )光強(qiáng)度 波長 400 450 500 550 600 650波長 光強(qiáng)度 輻射的吸收 吸收光譜圖 吸收光譜圖 吸收電磁輻射的強(qiáng)度對電磁輻射波長或頻率的函數(shù)圖 A 光能 吸收 A* 基態(tài) 激發(fā)態(tài) 光 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) ?/nm 顏色 互補(bǔ)光 400 ～ 450 紫 黃綠 450 ～ 480 藍(lán) 黃 480 ～ 490 綠藍(lán) 橙 490 ～ 500 藍(lán)綠 紅 500 ～ 560 綠 紅紫 560 ～ 580 黃綠 紫 580 ～ 610 黃 藍(lán) 610 ～ 650 橙 綠藍(lán) 650 ～ 760 紅 不同顏色的可見光波長及其互補(bǔ)光 藍(lán)綠 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 光的吸收與物質(zhì)的顏色 有色物質(zhì)的不同顏色是由于吸收了不同波長的光所致。 各種光的互補(bǔ)性 KMnO4的顏色及吸收光譜 （ 1）原子的吸收 基態(tài)原子 電子基態(tài)（ E0) 第一電子激發(fā)態(tài)（ E1) 第二電子激發(fā)態(tài)（ E2) 激發(fā)態(tài)原子 電子基態(tài)（ E0) 第一電子激發(fā)態(tài)（ E1) 第二電子激發(fā)態(tài)（ E2) 原子吸收光譜（線光譜） 吸收光 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 輻射能（ hv=E激 E0) ? (nm) 波長 光強(qiáng)度 原子外層電子的躍遷： 吸收紫外 可見光，產(chǎn)生原子吸收光譜法 原子內(nèi)層電子的躍遷 ：吸收 x 射線，產(chǎn)生 x 射線吸收光譜法 原 子 核 的 躍 遷： 吸收 ? 射線，產(chǎn)生 M246。ssbauer譜 原子內(nèi)層電子吸收 ——吸收 x射線 ——x射線吸收光譜 分子振動 (轉(zhuǎn)動 )吸收 ——吸收紅外光 ——紅外光譜（ IR) 價 (外層 )電子吸收 —吸收紫外 可見光 — 磁場誘導(dǎo)吸收 ——吸收 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 原子吸收光譜 紫外 可見分子吸收光譜 無線電波 ——核磁共振譜（ MNR） 微 波 ——電子自旋共振譜（ ESR） 發(fā)射（輻射弛豫） 處于激發(fā)態(tài)的粒子以光的形式釋放能量回到低能態(tài)的過程 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 能量 激發(fā) 以光的形式釋放能量 發(fā)射 基態(tài)（ E0) 激發(fā)態(tài)（ E1) 激發(fā)態(tài)（ E2) 基態(tài)（ E0) 激發(fā)態(tài)（ E1) 激發(fā)態(tài)（ E2) 基態(tài)（ E0) 激發(fā)態(tài)（ E1) 激發(fā)態(tài)（ E2) ? ( nm )光強(qiáng)度 波長 400 450 500 550 600 650波長 光強(qiáng)度 發(fā)射光譜圖 A 能量 A* 激發(fā) 輻射光子 發(fā)射 A 停留時間約為 108s 激發(fā)：用電子或其它粒子轟擊原子，原子內(nèi)層電子躍遷 發(fā)射：產(chǎn)生 x 射線 光譜： x 射線熒光光譜 （線光譜） 激發(fā)：用紫外 可見光激發(fā) 發(fā)射：產(chǎn)生紫外、可見、近紅外光區(qū)的發(fā)射 光譜：原子熒光光譜 （線光譜） 激發(fā)：熱能 (火焰、電弧及火花等 )激發(fā)，原子外層電子躍遷 發(fā)射：產(chǎn)生紫外、可見、紅外光區(qū)的發(fā)射 光譜：原子發(fā)射光譜 （線光譜） 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) （ 1） 原子發(fā)射 激發(fā)： 用 紫外 可見光 激發(fā)，分子價電子躍遷 發(fā)射： 產(chǎn)生 紫外、可見、近紅外光譜的發(fā)射 光譜： 熒光或磷光光譜 （ 帶光譜 ） 激發(fā)： 用 化學(xué)反應(yīng)能 激發(fā)，分子價電子躍遷 發(fā)射： 產(chǎn)生紫外、可見、紅外光區(qū)的發(fā)射 光譜： 化學(xué)發(fā)光光譜 （ 帶光譜 ） 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) （ 2） 分子發(fā)射 五 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 電磁輻射的基本性質(zhì) 非輻射弛豫 弛豫 ——激發(fā)態(tài)粒子回到低能態(tài)的過程 非輻射弛豫 ——激發(fā)態(tài)粒子以非光的形式回到低能態(tài)的過程 以光的形式釋放能量 基態(tài)（ E0) 激發(fā)態(tài)（ E1) 激發(fā)態(tài)（ E2) 輻射弛豫 （發(fā)射） 以 非 光的形式釋放能量 非輻射弛豫 停留時間約為 108s 基態(tài)（ E0) 激發(fā)態(tài)（ E1) 激發(fā)態(tài)（ E2) 散射（ Scattering） 入射光與粒子發(fā)生碰撞而改變傳播方