现代仪器分析光谱导论2011ppt课件.ppt

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1、第2章光谱分析导论主要内容介绍：2.1光与光谱2.2光谱分析与光学分析2.3光与物质作用的微观过程2.4物质光谱的测定及其解析2.1光与光谱一、光（电磁辐射）的基本性质即：光的波动性与粒子性二、电磁波谱划分及光谱2.1光与光谱一、光（电磁辐射）的基本性质光是一种电磁波，是振动的电场和磁场强度在空间的传播。具有波、粒二重性，按波动观点：c=λν=ν/σσ=1/λ波动观点描述光主要的四类参数：①描述电磁波振动重复性特征的波动参数：时间频率、时间周期、空间频率、空间周期（属于光的性质参数）；②描述光的强度：即振幅（属于光的数量参数）；③描述光的传播参数：

2、光传播的方向、速度和相位；④描述有关光偏振性的参数。2.1光与光谱周期性的运动可在两种域中得到表征：时间空间域，电（磁）场强度随时间（空间）域中表征光波的特性；频率域，运动状态按周期性参数（频率、波长、波数等）的分布；2.1光与光谱粒子性观点（光是粒子流）：其性质参数是每个光子的能量（与波动参数频率对应）；其强度参数是光子流的密度，即单位时间、单位面积通过的光子数目（与波动参数的振幅对应）。光的微粒性：E=hν=hc/λ=hcσ=1240/λc：光速；(3×108m/s)λ：波长；ν：频率；σ：波数；E：能量；h：普朗克常数=6.626×10-27

3、erg·s=6.626×10-3410J·s=4.14×10-15ev·s2.1光与光谱二、电磁波谱划分及光谱光谱：光的不同波长成分的强度按波长次序排列分布的记录，其中波长和强度分别用于描述光的性质特征和强度特征。2.1光与光谱二、电磁波谱划分及光谱2.1光与光谱二、电磁波谱划分及光谱2.1光与光谱▲光的选择性吸收与物质颜色的关系（了解）：1．可见光的颜色：在可见光范围内，不同波长的光的颜色是不同的。平常所见的白光（日光、白炽灯光等）是一种复合光，它是由各种颜色的光按一定比例混合而得的。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜

4、色的单色光。2．物质的颜色与吸收光的关系：当白光照射到物质上时，如果物质对白光中某种颜色的光产生了选择性的吸收，则物质就会显示出一定的颜色。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。∴能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。2.1光与光谱完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红蓝绿2.2光谱分析与光学分析光学分析方法：待测物受到某种能量作用后，产生光信号（或引

5、起光信号变化），或待测物受到光作用后，产生其他某种分析信号的分析方法。分为光谱分析和非光谱分析样品光谱中的波长特征和强度特征进行定性、定量分析；根据光的其他性质的变化。(1)吸收物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)发射将吸收的能量以光的形式释放出；(3)散射光束通过不均匀媒质时，部分光束方向改变；(4)折射折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)反射光射到两种介质交界面上，有一部分光返回原介质(6)干涉干涉现象；(7)衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振只在一个固定电场振动方向光称为线偏振光，振动方向随时

6、间频率而转动的光为圆或椭圆偏振光（普通的自然光包括不同方向的电场振动方向）。相互作用方式：发射、吸收、折射、散射、反射、干涉、衍射等光学分析法光谱分析法非光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法原子吸收光谱原子发射光谱原子荧光光谱X射线荧光光谱折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法紫外光谱法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法光谱分析法吸收光谱法发射光谱法原子光谱法分子光谱法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红外可见核磁共振紫外可见红外可见分子荧光分子磷光核磁共振化学发光原子发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学

7、发光受到光作用的微观粒子不同光和物质相互作用的方式不同2.2光谱分析与光学分析光谱仪器：2.3光与物质作用的微观过程一、光与物质作用的经典解释二、光与物质作用的量子解释三、物质发光的量子解释2.3光与物质作用的微观过程光谱分析时分析信息负载到分析光的过程，也就是光和物质相互作用的过程。换句话说，光谱分析是通过物质和光的相互作用，使物质的结构和组成的信息负载到分析光上。了解这个过程是研究物质光谱特征与其结构组成的关系的基础。待测物分析光检测信号光谱图结构组成2.3光与物质作用的微观过程一、光与物质作用的经典解释分子的六种层次运动分子的平动核外电子轨道

8、运动分子中原子间的相对位移振动分子转动外磁场中电子的自旋进动外磁场中原子核的自旋进动这些分子内部的运动都可以作为某种振动，