原子发射光谱讲座精品医学ppt课件

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1、原子光谱的发展过程和基本原理原子发射光谱的光源原子发射光谱仪的结构和原理原子光谱的定量分析原子光谱方法的比较和应用实用原子发射光谱讲座中科院长春应用化学研究所陈杭亭1.1原子核式模型的建立1.2原子光谱分析的发展过程牛顿棱镜色散实验1665年，阳光经三棱镜折射，投射在光屏上形成一个颜色按一定顺序排列的长条像，牛顿称它为“光谱”（spectrum）.棱镜把白光分解成简单组成部分。可见光区域的确定1802年托马斯（Thomas）首先根据波的干涉原理测量了光的波长，指出可见光区为424－657nm，与现在公认的数值非常接近。太阳光谱中暗线

2、的发现1802年沃拉斯顿（Wolleston），指出太阳光谱中存在着一些暗线。1814年夫琅和费(Fraunhoger)用狭缝和置于棱镜后的望远镜仔细观察了太阳光谱中的暗线，确定了这些暗线的位置，编制了700条太阳暗线的目录。1821年他又发明了光栅，并用衍射光栅测定暗线的波长―著名的夫琅和费暗线，如D双线589.0和589.6nm。1原子光谱的发展过程和原理最早的光谱分析19世纪中叶，本生（Bunsen）和基尔霍夫(Kirchhoff)，把Na放入本生灯（煤气灯，这种灯不会产生明亮的光谱背景）中去烧，10－6mg（当时的天平无法称

3、出），D双线很强。1859年基尔霍夫发表了著名的发射和吸收定律：所有物体在同一温度下，同一波长的光线的发射功率和吸收功率之间的关系是一个常数。他用夫琅和费线演示这个效应，指出夫琅和费光谱中的D双线是太阳外围较冷的钠原子对太阳内层发射的连续光谱吸收的结果。基尔霍夫还指出，物质吸收其本身发射的相同波长的光线。新元素的发现基尔霍夫与本生共同研究，1860年用火焰法发现了一条未知的蓝色谱线，通过提纯样品，发现了铯（Cesium拉丁语天蓝色）。用同样方法红线――发现了鉫，接着铊、铟相继发现。从太阳光谱研究中发现了氦，当时在地球上没有找到氦。星

4、体组成的分析通过太阳光谱分析发现太阳由92种元素组成。谱线波长的精确测定1862年斯托克斯（Stokes）发现石英可透过紫外光，使光谱研究延伸至紫外区。1986年安格斯特朗(ÅngstrÖm)发表了以波长顺序排列的1200条太阳谱线，其中800条当时是地面元素的谱线。他用衍射光栅测量这些谱线的波长，精确度达到6位有效数字，以10－8cm为单位表示，这个单位后来称为埃（Å）。火花激发光源的发现1835年惠斯通(Wheatstone)观察到火花激发的光谱，他指出，可以根据火花光谱中的谱线来鉴定金属。随后，原子光谱的许多分析应用使用了电弧

5、或火花来激发，产生了原子发射光谱分析，形成现代电弧和火花激发技术基础。原子吸收光谱的发展火焰原子吸收的光谱分析的理论和实验研究由沃尔什（Walsh）和阿基米德(Alkemade)1955年提出。1959年前苏联里沃夫(L′vov)首先提出了电加热石墨炉原子化装置。1965年威廉斯（Willis）和阿莫斯（Amos）提出了氧化亚氮－乙炔高温火焰，使许多高温元素的金属氧化物原子化。把火焰法可测元素扩展到60余种。1968年马斯曼（Massmen）对该装置作了重大改进，发展成了今天的商品化仪器。近年来，微机运用到AAS使仪器整机性能和自动

6、化智能化程度达到一个新阶段。原子荧光光谱法（AFS）是介于AES和AAS之间的光谱分析技术。基本原理：基态原子吸收特定频率的辐射而被激发至高能态，而后，激发态原子以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。原子荧光现象早在1902年就被伍德（Wood)观察到，20世记60年代初Winefordner和Vicker提出原于荧光分析技术以来，AFS走过40余年的发展道路。1970年国外开始原子荧光光谱仪的研制，包括脉冲空心阴极灯，旋转干涉滤光片圆盘和火焰原子化器，可同时测6种元素。1976年我国杜文虎等冷原子荧光光谱仪，测定土壤、矿物、岩石中的

7、痕量汞，1977年上海冶金研究所研制高强度空心阴极灯作激发光源的双道无色散原子荧光光谱仪测定合金、铸铁中的锰、锌、镉等元素。1979年郭小伟研制成溴化物无极放电灯作激发光源的氢化物无色散原子荧光光谱仪，可测定岩矿中砷、锑、铋等元素。ICP原子发射光谱20世纪60年代末ICP－AES技术得到发展、改进和完善，成为应用于痕量分析的一项非常重要的有前途的技术。直至1974年才由美国AppliedResearchlaboratories生产了第一台商品化的ICP—AES仪器。实际上从70年代起许多分析仪器制造商已看好了ICP－AES的应用价

8、值和潜在市场，并作了大量的投入。目前世界上有数十家仪器制造商生产各种型号的ICP－AES仪。该技术主要以溶液方式进样，广泛应用于环境监测、矿物分析和生物、医学研究等等。ICP质谱ICP放电作为离于源的研究起于80年代初，先由美国、加拿