仪器分析习题解答

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1、主编：曾泳淮高等教育出版社分析化学（仪器分析部分）（第三版）部分答案Content目录第2章光学分析法导论3第3章原子发射光谱法7第4章原子吸收光谱法10第5章紫外-可见吸收光谱法18第6章红外光谱法22第7章分子发光分析法25第8章核磁共振波谱法29第9章电分析化学法导论34第10章电位分析法36第11章电解与库仑分析法41第12章伏安法与极谱法44第13章电分析化学的新进展47第14章色谱分析法导论48第15章气相色谱法55第16章高效液相色谱法58第17章质谱法64第18章其他仪器分析法68第2章光学分析法导论【2-1】解释下列名词。（1）原子光谱和分子光谱（2）发射光谱

2、和吸收光谱（3）闪耀光栅和闪耀波长（4）光谱通带答：（1）原子光谱：由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱。分子光谱：由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。（2）发射光谱：原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱。吸收光谱：物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。（3）闪耀光栅：当光栅刻划成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。闪耀波长：在这样刻成的闪耀光栅中，起衍射作用的槽面是个光滑的平面，它与光栅的表面一夹角

3、，称为闪耀角。最大光强度所对应的波长，称为闪耀波长。（4）光谱通带：仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。【2-2】简述棱镜和光栅的分光原理。【2-3】简述光电倍增管工作原理。答：光电倍增管工作原理：1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。【2-4】何谓多道型检测器？试述多道型检测器光电二极管阵列、

4、电荷耦合器件和电荷注入器件三者在基本组成和功能方面的共同点。【2-5】请按能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。波长递增顺序：X射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。【2-6】计算下列电磁辐射的频率和波数。（1）波长为0.9nm的单色X射线；（2）589.0nm的钠D线；（3）12.6μm的红外吸收峰；（4）波长为200cm的微波辐射。答：由公式，得：（1），（2），（3），（4），【2-7】以焦耳（J）和电子伏特（eV）为单位计算题2-6中各种光

5、子的能量。答：由公式，得：（1）（2）（3）（4）【2-8】填表频率/Hz跃迁能量光谱区光学分析法JeVcm-12.5×10148.0×10-272.52500答：频率/Hz跃迁能量光谱区光学分析法JeVcm-12.5×10141.7×10-191.08.3×103近红外光区1.2×1078.0×10-275.0×10-84.0×10-4射频核磁共振波谱法6.04.02.52.0可见光区可见风光光度法7.55.00.32500中红外光区红外光谱法【2-9】某平面反射式衍射光栅每毫米刻槽数为1750条，平行光束的入射角为48.2°。计算在-11.2°方向上的衍射光的波长。解：根据

6、光栅公式：（一级）【2-10】某光谱仪能分辨位于207.3nm及215.1nm的相邻两条谱线，计算仪器的分辨率。如果要求两条谱线在焦面上分离达2.5mm，计算该仪器的线色散率及倒线色散率。解：分辨率线色散率倒线色散率【2-11】若光栅的宽度为60mm，总刻线度为1500条/mm，计算：（1）此光栅的理论分辨率；（2）能否将铁的310.0671nm，310.0369nm和309.997nm的三条谱线分开？解：（1）光栅理论分辨率（2）能，过程略。【2-12】有一垂直对称式光栅摄谱仪，装一块1200条/mm刻线的光栅，其宽度为5.0cm，闪耀角为20°，试计算：（1）在第一级光谱中

7、，该光栅的理论分辨率；（2）当入射光沿槽面法线入射时，其闪耀波长。解：（1）分辨率（2）=570nm，过程略。【2-13】若用刻痕密度为2000条/mm的光栅，分辨460.20nm和460.30nm处的两条Li发射线。试计算（1）分辨率；（2）光栅的大小。解：（1）分辨率；（2）光栅的总刻痕数光栅的大小，即宽度为【2-14】若为衍射光波长，为光栅总宽度。试证明光栅理论分辨率的最大极限值为。证明：根据光栅方程：可得，最大值为2，故最小为：∴。【2-15】写出下列各种跃迁所需的能量范围（eV）。