LOGO第九章 光谱分析法概论*1主要内容电磁辐射及其与物质的相互作用1光学分析法分类2光谱分析仪器3光谱分析法的发展概况42光学分析法 (optical analysis)基于物质发射的电磁辐射 (electromagnetic radiation)或物质与辐射相互作用产生的辐射信号或发生的信号变化来测定物质的性质、含量和结构的仪器分析方法。3电磁辐射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，具有波动性和微粒性。4磁场电场传播方向电磁辐射的波动性电磁辐射为正弦 波。与其它波，如声 波不同，电磁波不需 传播介质，可在真空 中传输。 5电磁辐射的微粒性电磁辐射是由一颗颗不连续的光子构成的粒子流。当物质吸收或发射一定波长的电磁波时，是以吸收或发射一颗颗量子化的光子形式进行的。每个光子的能量为：6电磁波谱(electromagnetic spectrum)分区表辐射区段波长范围辐射区段波长范围射线10-410-2nm射线远紫外辐射紫外辐射可见光10-210nm10200nm200400nm400760nm近红外辐射中红外辐射远红外辐射微波无线电波0.762.5m2.550m50300m0.3mm1m11000m7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折射法、干涉法 旋光法、圆二色光谱法 散射浊度法 X射线衍射法吸收(absoption)光谱法 发射(emission)光谱法 散射(scattering)光谱法电磁辐射与物质相互作用电磁辐射与物质相互作用非光谱法光谱法 (spectroscopicanalysis)8常用光谱分析法9光谱分析法分类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 外核 磁 共 振紫 外 可 见红 外分 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 发 光10原子吸收光谱法被作用物：原子蒸汽光源：紫外可见光能级跃迁情况：最外层价电子从能量较低的能级E1跃迁到能量较高的能级E(AAS)11原子发射光谱法被作用物：原子蒸汽 光源：火焰、电弧、 等离子炬等 能级跃迁情况：最外层价电子从能量较高的能级E2跃迁到能量较低的能级E1(AES)1213傅立叶变换红外光谱仪14粉末X射线衍射仪15荧光分光光度计16分光光度计(spectrophotometer)基本组成辐射源样品池检测器单色器讯号处 理及显 示器17辐射源(source)对光源的要求：强度大（分析灵敏度高）、稳定（分析重现性好）。 18分光系统（wavelength selector）将连续波长的“复合光”分开为一系列 “单一” 波长的“单色光”的器件。 理想的100%的单色光是不可能达到的， 实际上只能获得的是具有一定“纯度”的单 色光，即该“单色光具有一定的宽度（有效 带宽）。有效带宽越小，分析的灵敏度越高 、选择性越好、分析物浓度与光学响应信号 的线性相关性也越好。19单色器(monochromator)构成狭缝、准直镜、棱镜或光栅、会聚透镜。 入射狭缝 准直镜 物镜棱镜焦面出射狭缝f入射狭缝准直镜光栅物镜出射狭缝f其中最主要的分光元件为棱镜和光栅prismgrating20光栅(grating)d900450300700350233500250167300150一级二级三级分为透射光栅和反 射光栅，常用的是反射 光栅。反射光栅又可分 为平面反射光栅(或称闪 耀光栅blazed grating) 和凹面反射光栅。 闪耀光栅在同一级 光谱上，各谱线是均匀 排列的，可通过减小 d 值来提高色散率。通常 1200-1400刻槽/mm。投射光光栅21检测器（detector ）波段 射线X射 线紫外 可见红外微波射频检 测器闪烁计 数管半导体计数管光电池 光电管 光电倍增 管热电 偶、 热辐 射检 测器晶体 二极 管三极 管、 晶体 三极 管22小 结光谱光谱 分析法分析法仪器仪器基本原理基本原理分分 类类23LOGO*24