光谱分析技术与相关仪器ppt课件.ppt

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1、第四章光谱分析技术及相关仪器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。常用光谱分析仪器紫外-可见分光光度计原子吸收分光光度计红外光谱仪原子发射光谱仪荧光分析仪原子荧光分析仪等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

2、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（absorptionspectrum）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。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

3、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。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。一、光谱分析技术的基础理论发射光谱:物质所发射的光被光谱仪器分解

4、而成的光谱。发射光谱分析方法就是根据每种元素特有的线光谱来识别或检查各种元素。发射光谱线状光谱由原子或离子被激发而发射带状光谱由分子被激发而发射连续光谱由炙热的固体或液体所发射二、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来并测量其强度的仪器。分析精密度高测量范围广分析速度快样品用量少射线

5、x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光第二节紫外-可见分光光度计根据使用的波长范围不同分为紫外光区、可见光区、红外光区以及万用（全波段）分光光度计等。第二节紫外-可见分光光度计紫外-可见分光光度计：工作波段在200nm～800nm的分光光度计。其中：200nm～400nm为紫外光区。400nm～800nm为可见光区。属于分子吸收光谱仪。721可见分光光度计第二节紫外-可见分光光度计722系列可见分光光度计第二节紫外-可见分光光度

6、计SP-756P紫外可见分光光度计第二节紫外-可见分光光度计TENSOR系列红外光谱仪第二节紫外-可见分光光度计0.208光源单色器吸收池检测器显示系统一、紫外-可见分光光度计的基本结构和工作原理紫外-可见分光光度计的基本结构示意图一、紫外-可见分光光度计的基本结构和工作原理物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物

7、质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。光源（lightsource）：提供入射光的装置。要求:1.能在所需波长范围的光谱区域内发射连续光谱；2.有足够的辐射强度并能长时间稳定。常用的光源有热辐射灯（钨灯、卤钨灯等），气体放电灯（氢灯、氘灯及氙灯等），金属弧灯（各种汞灯）等。一、紫外-可见分光光度计的基本结构和工作原理几种常见光源比较光源波长范围(nm)特点钨灯320~2500钨丝易蒸发，寿命短。用于可

8、见光区卤钨灯320~2500加入卤素使用寿命延长，稳定性好氢灯185~375用于紫外区氘灯185~375发光强度比氢灯高3～5倍汞灯254~734用于紫外或荧光分析仪一、紫外-可见分光光度计的基本结构和工作原理单色器（Monochromator）：是将来自光源的复合光分解为单色光并分离出所需波段光束的装置。入射狭缝：限制杂散光进入；色散元件：将复合光分解为单色光，有棱镜和光栅两种；准直镜：将来自色散元件的平行光束聚集在出射狭缝上；出射狭缝：