第二章光谱分析法概论

《第二章光谱分析法概论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、包括无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线等。狭义的光：可见光。电磁波中的一小部分。广义的光：所有已知的电磁波（辐射）光——Light电磁辐射电磁辐射具有波粒二象性电磁辐射是一种以电磁波的形式在空间高速传播的粒子流。电磁辐射的波粒二象性波动性：电磁辐射是单频率的正弦波光的折射、干涉、衍射偏振等现象用波长（λ）、频率（v）、波数（σ）描述粒子性：电磁辐射是不连续的能量微粒—光子光电效应☆普朗克(Prank)关系式：波动性—粒子性之间的“桥”E=h=hc/电磁辐射的波粒二象性电磁波谱按波长（频率、波数、能量）大小顺序排列电磁波谱与能级跃迁第二章光学分析法概论①能源提供能量②

2、能量与被测物质相互作用③产生可检测信号建立在物质发射的电磁辐射或它与电磁辐射相互作用基础上的各种分析方法全称。♦光学分析法♦光学分析法包含三个过程：主要内容一电磁辐射及其与物质的相互作用二光学分析法分类三光谱分析仪器四光谱分析法的发展概况一、电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射照射物质时，其传播方向、速度等物理性质发生改变。电磁辐射照射物质时，发生能量转移，使物质内部有相应的能级跃迁一、电磁辐射与物质的相互作用折射、反射、透射1、入射电磁辐射能量与介质基态/激发态间的能量差不相等——物理性质发生改变干涉衍射一、电磁辐射与物质的相互作用散射：光子与介质发生弹性碰撞改变方向无能量交换丁达尔散射(T

3、yndall)：被照射试样粒子直径等于或大于入射光波长，如胶体。一、电磁辐射与物质的相互作用散射：光子与介质发生弹性碰撞改变方向瑞利散射(Rayleigh)：被照射试样粒子直径短于入射光波长。无能量交换拉曼散射(Raman)：非弹性碰撞，方向及波长均改变有能量交换样品池透过光λ不变瑞利散射λ不变拉曼散射λ变一、电磁辐射与物质的相互作用散射：光子与介质发生弹性碰撞改变方向一、电磁辐射与物质的相互作用1、入射电磁辐射能量与介质基态/激发态间的能量差相等hh低能态（基态）E0高能态（激发态）Ei满足△E=h吸收和发射物质内部有相应的能级跃迁二、光学分析法的分类物质辐射能相互作用为基础光学

4、分析法非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁光谱法：物质内部发生量子化能级跃迁而产生辐射随波长变化（一）光谱法与非光谱法非光谱法：折射法圆二色性法衍射法干涉法旋光法偏振法光散射法非光谱分析法分析相互作用后电磁辐射的某些基本性质的变化粉末X射线衍射仪（一）光谱法与非光谱法光谱法：分析物质与辐射能作用时物质内部能级跃迁而产生的辐射变化光谱特征定性光谱强度定量按外形线光谱、带光谱、连续光谱按能量的能量传递方式吸收、发射、散射等按能量大小γ、X、紫外、可见、红外、微波、电子自旋共振、核自旋共振(无线电波)按物质对象原子光谱、分子光谱（二）原子光谱法与分子光谱法1s2s2p原子能级分子能级分子的电子能级

5、分子振动分子转动原子能级和分子能级１２３４０能　　　量电子基态E0电子激发态E1J0J1J2J3J4分子能级分布示意图（二）原子光谱法与分子光谱法原子光谱法：涉及原子核外电子能级间跃迁特点：线状光谱；确定元素组成与含量方法举例：AES、AAS、AFS、XFS（二）原子光谱法与分子光谱法分子光谱法：涉及分子中电子能级、振动和转动能级变化特点：带状光谱；给出分子结构信息。方法举例：UV-Vis、IRMFS、MPS（二）原子光谱法与分子光谱法吸收光谱法：粒子吸收能量，由低能态或基态跃迁至较高的能态（激发态），得到光谱（三）吸收光谱法与发射光谱法△E方法举例：UV-Vis、IRAAS、N

6、MRM+hM*发射光谱法：物质受激，由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量，产生光谱M*M+h（三）吸收光谱法与发射光谱法方法举例：X射线荧光分析法、原子发射光谱分析法原子荧光分析法、分子荧光分析法分子磷光分析法、化学发光分析法三、光谱分析仪器光谱仪：研究吸收、发射的电磁辐射强度和波长关系的仪器辐射源单色器样品池检测器信号处理器或读出装置光谱分析仪器基本组成原子发射光谱仪吸收光谱仪荧光光谱仪辐射源要求：强度大(分析灵敏度高)、稳定(分析重现性好)单色器将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。入射狭缝、出射狭缝、准直镜、色散元件等组成单色器棱镜依据光的折射现象进行分光；玻璃或石英

7、制成单色器光栅利用多狭缝干涉和单狭缝衍射联合作用分光光栅透射光栅反射光栅d900450300700350233500250167300150一级二级三级投射光光栅平面反射光栅凹面反射光栅通过干涉现象，得到明暗相间的干涉条纹干涉仪单色器石英或熔融石英：紫外光—可见光—3m；玻璃：可见光区（350-2000nm）；透明塑料：可见光区（350-2000nm）；盐窗（NaCl,NaBr晶体）：红外光区。样品池除发射光谱外，其