光谱分析仪器.ppt

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1、光谱分析技术及相关仪器检验实验教学中心内容提要光谱分析技术基础理论与光谱技术分类紫外-可见分光光度计荧光光谱仪原子光谱分析仪光谱分析（SpectralAnalysis）：指所有对物质发射辐射能的能谱分析或对辐射能与物质相互作用引起的能谱改变的分析。光谱分析法：基于物质发射的电磁辐射及电磁辐射与物质的相互作用而建立起来的分析方法。本章目录第一节光谱分析技术基础理论与分类第二节紫外-可见分光光度计第三节荧光光谱仪第四节原子光谱分析仪第一节光谱分析技术基础理论与分类吸收光谱（absorptionspe

2、ctrum）即物质对不同波长光的吸收程度不同而产生的光谱。发射光谱是由物质分子或原子吸收了外来的能量后发生分子或原子间的能级跃迁而产生的光谱。光谱白光是波长400—750nm范围内的各种波长光的混合光。当它通过棱镜后，白光中各种波长的光被彼此分离开来，从而得到了各种不同颜色的单色光—光谱。单色光、复合光和互补色光（1）具有同一种波长的光，称为单色光。（2）含有多种波长的光称为复合光。（3）如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合可得到白光，这两种颜色的光称为互补色光。（4）白光（太阳光）：由各种

3、单色光组成的复合光。一、光谱分析技术的基础理论光的波粒二象性：微粒性波动性E为光子的能量；ν为光波的频率（Hz）；h为普朗克常数（6.626）；c为光速（2.9977×108m／s）；λ为光波的波长S2S1S0S3E2E0E1E3h一、光谱分析技术的基础理论物质的吸收光谱:在连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱,包括分子吸收光谱和原子吸收光谱。吸收光谱取决于物质的结构。物质对光的选择性吸收不同的物质只对不同的、特定波长的光有较强的吸收。波长吸光度λaλbAB同一物质（溶液

4、）不同浓度的吸收曲线吸光度波长λaC3C2C`1C3>C2>C1吸收曲线的讨论：1.同一种物质对不同波长的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长成为最大波长λmax。2.不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似、λmax不变。而对于不同物质，他们的吸收曲线形状、λmax不同。3.吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。4.不同浓度的同一物质，在某一波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。5.在λmax处吸光度随着浓度变化的幅度最大，

5、所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。一、光谱分析技术的基础理论朗伯-比尔定律：I0：入射光强度C:溶液浓度b:液层厚度I:透射光强度T:透光度A:吸光度k:吸光系数bI0I朗伯—比尔定律当一束平行单色光照射到溶液时，光的一部份Ia被吸收，一部份It透过溶液，一部份Ir被吸收池表面反射。则入射光的强度IO应为：IO=Ia+It+Ir如果用同样质料的比色皿，则Ir基本不变，并且通常反射损失量Ir很小，其影响可以消除。则：IO=Ia+It（1）透射比TIt：透过光强度；Io：

6、入射光强度T愈大，说明溶液对光的吸收愈小。（2）吸光与透度射比A:吸光度;T:透射比伯朗（Lambert）定律：(1760年）当试验条件及溶液浓度c一定时，吸光度A与溶液层厚度b成正比：Lambert定律适用于均匀介质。比耳（Beer）定律：（1852年）当试验条件及液层厚度b一定时，吸光度A与溶液浓度c成正比:Beer定律仅适用于单色光。朗伯—比尔定律(光吸收定律)：当用一束单色光照射吸收物质的溶液时，其吸光度与液层厚度及溶液浓度的乘积成正比k:吸光系数（摩尔吸光系数/质量吸光系数）b:溶液层

7、厚度c:溶液的浓度（mol/L；g/L）吸光系数k(absorptivity)K为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。如果上述因素中除吸收物质外，其他因素皆固定不变时，则吸光系数只与吸收物质的性质有关，可作为该物质吸光能力大小的特征数据。当浓度以g／L表示时，称k为吸光系数，以a表示，即：当浓度以Mol/L表示时，称k为摩尔吸光系数，以ε表示，即：吸光度的可加性如有一复杂试样，其中有几个组分，各组分均有其K、C、A，那么溶液的吸光度即为各组分吸光度之和。A=A1+A2+…+An=k1lc1

8、+k2lc2+…+knlcn一、光谱分析技术的基础理论朗伯-比尔定律的适用条件：1.入射光为单色光。波长范围越大，单色光纯度越低，偏离越大；2.溶液中邻近分子的存在并不改变每一给定分子的特性，即分子间互不干扰。3.适用于分子吸收和原子吸收。二、光谱分析技术的分类分子吸收法:可见与紫外分光光度法、红外光谱法分子光谱分子发射法:分子荧光光度法光谱技术原子吸收法：原子吸收法原子光谱原子发射法：发射光谱分析法、原子荧光法等第二节紫外-可见分光光度计分光光度计:能从含有各种波长的混合光中将每一单色光分离出