材料工艺基础光谱分析实验报告

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1、........专业：材料科学与工程姓名：黄佳新学号：3140101117日期：2016.11.15地点：曹楼222实验报告课程名称：_______材料工艺基础实验_________指导老师：___乔旭升________成绩：__________________实验名称：___光谱分析实验________实验类型：_____________同组学生姓名：__刘锋唐原浩张春雷一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得装订线一、实验目的

2、通过本实验了解紫光/可见光光度计、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和荧光光谱仪的基本原理、主要用途和实际操作过程。掌握玻璃透光率、薄膜吸收光谱、固体粉末红外光谱和固体发光材料荧光光谱的测试方法。学习分析影响测试结果的主要因素。二、实验原理 电磁波可与多种物质相互作用。如果这种作用导致能量从电磁波转移至物质，就称为吸收。当光波与某一受体（原子、离子或分子）作用时，光子和接受体之间就存在碰撞。光子的能量可被传递给接受体而被吸收，由此产生吸收光谱。如果接受体是原子，就产生原子吸收光谱，如果接受体是分.专业学习资料.........子，就产生分子吸收光谱。

3、分子具有一系列电子能级、振动能级和转动能级，这些能级都是量子化的，只有当光子能量恰好等于两个能级的能量差时，分子才由某一较低能级E1跃迁到另一较高能级E2，从而产生分子的吸收光谱。分子包含有电子、振动和转动三种能级。通常，紫外和可见光的能量接近于某两个电子能级的能量差，故紫外与可见吸收光谱起源于价电子在电子能级的跃迁，又称电子光谱。当一束平行单色光照射到非散射的均匀介质时，光的一部分将被介质所反射，一部分被介质吸收，一部分透过介质。如果入射光强度为I0.反射光强度为Ir，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，则有I0=Ir+Ia+It投射光强度与入射

4、光强度之比称为透光率 T=It/I0。如果入射光强度保持一定值，则透光度越大，说明光透过介质后光强度减弱的程度越小。当平行单色光束通过均质单项材料薄层时，由于光吸收，其强度减少量dI与薄层厚度dx及光束强度I成正比：-dI=-βIdx,β为比例系数，也叫吸收系数。若光线射入的初始强度为I0，经过试验的厚度及介质中光程t后，射出光强度为It,则可从dI/I=-βdx求出透光率：T=It/I0=exp(-βt);如果考虑界面的反射损失，则对垂直入射光的透射率为:It/I0=(1-R2)exp(-βt)当一束具有连续波长的红外光照射某化合物时，其分子要吸

5、收一部分光能转变为分子的震动能量或转动能量。此时若将其透过的光用单色器进行色散，就可得到一带暗条的谱带。以红外光的波长或波数为横坐标，以吸收率或者透过率百分数为纵坐标，把该谱带记录下来，就可得到该化合物的红外吸收光谱图。不同的化合物均有标准特征谱，将实验所得的光谱与标准谱对照，就可进行分子结构的基础研究和化合组成的分析。可由吸收峰的位置和形状来推知被测物的结构，按照特征峰的强度来测定混合物中各组分的含量。 当分子吸收来自光辐射的能量后，其本身就由处于稳定的基态跃迁至不稳定的激发态： M+hν→M*.专业学习资料.........。激发态是不稳定的，

6、寿命极短，激发态分子会迅速以向周围散热或再发射电磁波（荧光或磷光）的方式回到基态：M*→M+热；M*→M+荧光（或磷光）。任何能产生荧光（或磷光）的物质都具有两个特征光谱：激发光谱和发射光谱。 激发光谱：荧光（或磷光）为光致发光，因此必须选择合适的激发光波长，这可通过激发 光谱曲线来确定。选择荧光（或磷光）的最大发射波长为测量波长（监控波长），改变激发光的波长，测量荧光强度变化。以激发光波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，即可获得激发光谱。激发光谱形状与吸收光谱形状极为相似，经校正后的激发光谱与吸收光谱不仅形状相同，而且波长位置一致。这是因为物质吸

7、收能量的过程就是激发过程。 发射光谱：将激发波长固定在最大激发波长处，然后扫描发射波长，测定不同波长处的荧光（或磷光）强度，即可得到荧光（或磷光）发射光谱。三、仪器简介1、日立UH5300型紫外/可见分光光度计日立公司的UH5300双光束紫外可见分光光度计，光源使用长寿命闪烁氙灯，双光束光学系统。测量光谱范围190~1100nm；杂散光（S.L.），198nm（KCl）：<1.0%T，220nm（NaI）：<0.05%T，340nm（NaNO2）：<0.05%T；波长精度0.1nm。与单光束光学系统相比，确保数据的长期稳定。使用平板终端进行操作，简

8、便、直观的用户界面，通过无线通讯进行远程控制，灵活的操作环境，标配自动6池塔轮，增加样品通量，提高效率。2、Nikolet