《光谱分析法引论》PPT课件

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1、第二章光谱分析法引论2.2电磁辐射2.3光与物质相互作用2.5光谱分析仪器2.1概述2.4光学分析法分类物质分为两大类无质量的客观存在，象电场，磁场，以及由电场和磁场组成的电磁波。实物场有实际质量的物体，包括天体，地球，各种物品，也包括需借助于仪器才能看的见的微观物体，电子，原子，中子等。2.1概述1.由电场和磁场组成2.电场和磁场相互垂直且垂直于其传播方向3.传播速度在真空中为光速2.2.1基本了解2.2电磁辐射2.2.2基本性质电磁波的波粒二象性(1)c－真空中光速2.99792458×108m/s~3.0×108m/sλ－波长，单位：m,cm,mm,m,nm,Å1m=1

2、0-6m,1nm=10-9m,1Å=10-10mν－频率，单位：赫芝（周）Hz次/秒n－折射率，真空中为1光的传播速度:波动性电磁波的波粒二象性(2)h－普朗克(Planck)常数6.626×10-34J·s－频率E－光量子具有的能量单位：J(焦耳)，eV(电子伏特)1eV=1.602×10－19J微粒性光量子，具有能量。电磁波的波粒二象性(3)结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越长(频率越低)，光量子的能量越低。单色光：具有相同能量(相同波长)的光。混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起。例如,白光。波粒二象性真空中:2.2.3电磁波谱400nm780nm紫外光区

3、10nmα射线γ射线0.01nm0.0005nm红外光区300um微波无线电波30m核能级跃迁内层电子能级跃迁原子和分子外层电子能级跃迁分子振动、转动能级跃迁分子转动能级跃迁核自旋磁能级跃迁核能级跃迁γ射线内层电子跃迁α射线能谱远紫外原子近紫外分子紫400nm外层蓝电子青跃迁绿可见光光学区电磁波谱黄（光学橙光谱）红780nm分子振动近红外分子振动中红外分子转动远红外分子转动微波波谱核自旋无线电波跃迁基态激发态（E基态）“碰撞”(E激发）E=hυ=hc/λ=E激发-E基态2.3光与物质相互作用2.3.1光能够被物质吸收和发射CuCu2.3.1光能够被物质吸收通过透明介质时——光的透

4、射；通过不均匀介质时——光的散射；从一种透明介质进入另一种透明介质——光的折射2.3.2光不能够被物质吸收光子2.4.1光谱产生的原理E0=0E1=23跃迁基态激发态只有当光子的能量等于ΔE时才能被吸收即E光子=ΔEE=hc/λ分子能级分子有三种运动方式·分子沿某一轴转动·化学键振动·形成化学键的电子云形状变化对应有三种能级转动能级(Rotationenergylevel)振动能级(Vibrationenergylevel)电子能级(Electronenergylevel)（以分子结构为例说明）电子能级振动能级转动能级分子光谱分子吸收光谱分子转动能级跃迁产生的光谱为转动光谱——所

5、需能量最小0.05ev，微波或远红外照射分子振动能级跃迁产生的光谱为转动光谱，又叫红外吸收光谱*——所需能量0.05~1ev，用红外光照射。——振-转光谱。电子能级跃迁产生的光谱为电子光谱，又叫紫外可见吸收光谱*——所需能量1~20ev，用紫外、可见光照射。——电-振-转光谱。ΔEe=1ev~20ev0.06um<λe<1.25um紫外可见光区ΔE转=0.005ev~0.05ev24.8um<λ转<248um远红外区ΔE振=0.05ev~1ev1.25um<λ振<25um红外光区光谱种类原子光谱：吸收、发射、荧光线状光谱黑体辐射：白炽灯、液、固灼热发光连续光谱分子光谱：紫外、

6、可见、红外等吸收光谱带状光谱I光学分析法光谱法分子光谱法UV/Vis,IR,MFS,MPS非光谱法（折射法，浊度法，旋光法）原子光谱法AAS,AES,AFS（不以光的波长为特征讯号，通过测量电磁辐射的某些基本性质的变化的分析方法。）（以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法，通过检测光谱的波长和强度来进行定性和定量的方法。）2.4光学分析法分类光学分析法:以能量作用于被测物质后，检测其产生的辐射信号或辐射性质所引起的变化的分析方法。紫外-可见分光光度法（UV-Vis）红外光谱法（IR）分子荧光光谱法（MFS）分子磷光光谱法（MPS）等本章主要介绍光谱法光谱法（基于产生光谱的物质基

7、础）原子光谱法:分子光谱法:原子发射光谱法（AES）原子吸收光谱法（AAS）原子荧光光谱法（AFS）X射线荧光光谱法（XFS）等由原子外层或内层电子能级的变化产生的，表现形式为线光谱。由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生，表现形式为带光谱。光谱法（基于产生光谱的方式不同）发射光谱法:吸收光谱法：物质通过电、热或光致激发等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子M*，当从激发态过渡到低能态或基态时产生发射光谱。通过测量物质的发射光谱的波长和强度进行定性和定量分析的方法叫做发射光