《仪器分析原理》word版

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1、仪器分析原理I篇.光谱学分析方法第二章.光谱分析法导论§2—1电磁辐射的波动性一.电磁辐射的波动性二.电磁波谱：将电磁波按其波长（或频率、能量）次序排列成谱。三.电磁波的波动性质1.散射：由于碰撞而导致传播方向的改变。（胶体）①丁铎尔散射：粒子的直径等于或大于入射光的波长。②分子散射：粒子的直径小于入射光的波长时：非弹性碰撞——拉曼散射弹性碰撞——瑞利散射：散射光强度。2.折射和反射：由于光在两种介质中传播速度不一样而引起的。折射率：在真空中的速度与其在介质中传播速度的比值：3.干涉：频率相同、振幅相同、周相相同（或保持

2、恒定）的波源。明条纹：暗条纹：4.衍射：光波绕过障碍物而弯曲地向它后面传播的现象。一定若狭缝可以分成偶数波带（），P点出现暗条纹；若狭缝可以分成奇数波带（），P点出现明条纹；当时，零级明条纹；符合时暗条纹符合时明条纹§2—2辐射的量子力学性质一、电磁波的微粒性光子能量：：Planch常量，为第25页共25页仪器分析原理二、物质的能态三、辐射的发射1、线光谱：谱线宽：2、带光谱：由几组线光谱组成。3、连续光谱：黑体辐射：固体加热至炽热会发射连续光谱的一类热辐射。四、辐射的吸收1、原子吸收2、分子吸收3、磁场的诱导吸收4、驰

3、豫过程①非辐射驰豫②荧光和磷光驰豫共振荧光与非共振荧光§2—3光学分析仪器一、典型仪器的组成：1、稳定的辐射源；2、固定试样样的透明容器；3、色散元件；4、辐射检测器或换能器；5、信号处理器或读出装置。二、辐射源1、要求：足够的输出功率，稳定性足够高等；2、分类：连续光源和线光源3、连续光源：（应用：吸收和荧光光谱）①氘灯——紫外光区；②充气（氦或汞）弧灯——强度大；③钨灯——可见光区。4、线光源5、激光光源：（特点：高单色性、方向性强、亮度高、相干性好等）①激光的产生：自发辐射、受激辐射、粒子反转（光抽动或激励）和激光

4、振荡（放大）。第25页共25页仪器分析原理②激光器：激励能源、工作物质和光学振荡腔。③激光器实例：固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器。三、波长选择器1、单色器：组成：进口狭缝、准直装置、色散装置、聚焦透镜或凹面反射镜、出口狭缝。2、滤光片四、试样容器五、辐射的检测1、要求：高灵敏度、高信噪比、响应时间快且与产生的信号与被检测信号成正比（直线关系）。2、光子检测器①光伏打电池②光电倍增管③光导检测器④硅二极管⑤多道光子检测器3、热检测器仪器分析原理，何金兰，杨克让，李小戈，科学出版社，2002、8绪论一、分析

5、化学中的仪器分析方法分析化学：研究物质的组成、状态和结构。化学分析：物质的化学反应和物质的溶液理论仪器分析：物质的物理和物理化学性质二、仪器分析的类型1、光学分析法：光谱法：根据待测物质经电磁辐射激励后产生辐射波长和强度的变化。非光谱法：波长特征以外的光子信息（方向等）。①原子发射光谱法、原子吸收光谱法、紫外—可见分光光度法、分子磷光光度法、化学发光法、X射线荧光法、核磁共振和顺磁共振光谱法等。②折射法、干涉法、散射浊度法、旋光法和X射线衍射法、电子衍射法等2、电化学分析法：根据物质在溶液中的电子化学性质及变化建立的分析

6、方法。电导分析法、电位分析法、电解和库仑分析法、伏安和极谱法等。3、分离和分析方法（色谱学分析方法、质谱法、电泳法）三、仪器分析的一般过程与基本特点1、基本任务：通过表征物质的某些物理和物理化学参数来确证其化学组成、含量或结构。2、基本过程第25页共25页仪器分析原理试样前处理试样探测信号1检测信号信号识别有效信息提取探测信号2参比信号3、特点：四、仪器分析的发展第一章光学分析引论§1—1电磁辐射的基本性质一、电磁辐射的波动性1、波长（）：2、频率（）：单位时间内通过传播方向某一点的波峰或波谷的数目。3、波数（或）：每长

7、度内所含的波长的数目。[]4、传播速度（）：5、周期（）：二、电磁辐射的粒子性(Plank)：（1物质所发射或吸收的能量）§1—2电磁波谱电磁波谱：将电磁辐射按波长或频率的大小顺序排列。§1—3电磁辐射与物质的作用过程第25页共25页仪器分析原理一、吸收过程1、吸收过程：不同波长的电磁辐射都具有相应的能量，它作用于粒子（原子、离子或分子）时，如果粒子的低能态（基态）与高能态（激发态）之间的能量差与电磁辐射的能量相同，则该光子将被粒子选择性地吸收，粒子自身的状态由基态跃迁到激发态的过程。2、吸收光谱图：以波长为横坐标，被吸

8、收辐射的相对强度（透光率或吸光度）为纵坐标绘制成的谱图。3、吸收光谱法：基于光的吸收过程建立起来的分析方法。4、吸收定律：（入射光强度，透过厚样品后其强度为，则单位距离内光的强度减弱为与及样品的浓度成正比）积分：或将透光率定义为，吸光度定义。……吸收定律：样品的光吸收系数：又常写为：物质的摩尔吸光系数（在波长和介质特