光学分析法导论ppt课件

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1、第二章光学分析法导论光学分析法原理：基于分析物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质作用而实现分析工作光学分析法导论1.波动性：交变电场和磁场表征电磁波的波动性的参数：可以用波长λ、频率γ、速度c、波数ω等来表示其特性。一．电磁波的基本性质光学分析法导论波长（λ）：表示相邻两个光波各相应点间的直线距离（或相应两个波峰或波谷间的直线距离）。波数（ω）：指在单位长度内波的数目。频率（γ）：指在1秒时间内经过某点的波数（即每秒内振动的次数）。光学分析法导论2.电磁辐射的粒子性：能量为量子化，最小单位“光子”能量(E)：光子所具有的能量。光的能量与光的波长及频率间

2、的关系为：Ｅ=hγ=hc/λ式中Ｅ为光的能量（尔格）；γ为频率；λ为波长；h为普朗克常数，其值为6.6256×10-27尔格·秒；c为光速。光学分析法导论电磁波的种类：电磁波谱波长λ5×10-3～0.10.1～1010～200200～400名称γ射线x射线远紫外光近紫外光波长λ400～750750～1.0×1061.0×106～1.0×1091.0×109～1.0×1012名称可见光红外光微波无线电波光学分析法导论射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光光学分析法导论二

3、、光学分析法分类光学分析法光谱法：非光谱法光学分析法中的重点光学分析法导论１．光谱法光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。它又可分为吸收光谱法、发光光谱法、拉曼散射光谱法三种。光学分析法导论１）吸收光谱法：它是利用物质吸收光后所产生的吸收光谱来进行分析的方法。光学分析法导论２）发光光谱法：物质中的粒子用一定的能量（如光、电、热等）激发到高能级后，当跃迁回低能级时，便产生出特征的发射光谱，利用此发射光谱进行的分析的方法光学分析法导论３）散射光谱法：利用物质对光的散

4、射来进行分析的方法。光学分析法导论２．非光谱法是基于物质与辐射相互作用时，测量辐射的某些性质，如折射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。主要有折射法和旋光法。光学分析法导论分子光谱和原子光谱：原子光谱主要是由于核外电子能级发生变化而产生的辐射或吸收而产生的光谱。分子光谱则是由于分子中电子能级及分子的振动、分子的转动能级的变化而产生的光谱。光学分析法导论所用仪器基本组成：光源（辐射源）、单色器、试样池、检测器和信号显示系统等。现在大多附有计算机通过专用软件控制。光学分析法导论光源作用：发射或提供被物质吸收散射的光发射光谱仪试样本身就是一个发射体光源原子

5、吸收光谱法：空心阴极灯（阴极用待分析的元素的金属构成）紫外可见：？？、红外：？？光学分析法导论单色器作用：将复合光分解为按波长顺序排列的单色光。构成：狭缝、准直镜、棱镜或光栅、会聚透镜。关键：分光元件：棱镜和光栅光学分析法导论棱镜分光系统原理：平行光经色散后按波长顺序分解为不同波长的光经聚焦后在焦平面不同位置成像，得到按波长顺序排列的光谱。光学分析法导论入射狭缝准直镜物镜棱镜焦面出射狭缝f棱镜棱镜的分光作用是利用不同波长的光在同一介质中具有不同折射率而进行的。光学分析法导论光学特性表征：色散率、分辨率、集光本领。分辨率R：指将两条靠得很近的谱线分开的

6、能力色散率：指对不同波长的光被棱镜分开的能力。它又分为角色散率和线色散率角色散率dθ/dλ：两条波长相差dλ的光被棱镜色散后所分开的角度为dθ，则棱镜的角色散率为：dθ/dλ。它主要与棱镜的材料和几何形状有关。线色散率dl/dλ：它表示两条谱线在焦面上被分开的距离l对波长λ的变化率光学分析法导论光栅分光系统分为透射光栅和反射光栅，近代仪器反射光栅最为常用。光栅是在玻璃或金属片中刻有很多等距离、等宽的平行刻线（300-2000刻槽/mm）构成。光栅的光学特性：色散率、分辨率和闪耀特性光学分析法导论光栅分光系统分光原理：多光束干涉原理，光程差与波长的关

7、系，存在相干干涉从而产生谱线；而相消干涉产生暗条纹光谱级次：具有色散作用的一级谱线最强，高级次谱线常用滤波片除去。光学分析法导论光栅的色散率光栅方程d(sinα+sinβ)=Kλ假定入射角保持不变，有角色散率线色散率D1等于角色散率与物镜焦距的乘积含义：距离对波长的变化率，等于波长差为一单位的两条谱线在焦面上分开的距离。光学分析法导论物镜焦距越大，线分散率越大：实际工作中常用倒线色散率即单位长度的焦面内含有的光谱的纳米数，数值越小，色散率越高光谱级次的影响光栅常数越小（每毫米刻线数越多）色散率越高光学分析法导论光栅的分辨率分辨率如何获得较高的分辨率光

8、谱级数有限常用方案：大块的光栅，增加总刻痕数光学分析法导论检测系统主要有：感光板光电倍增管图象检测器光学分析