光谱分析法概论研究报告.ppt

分析方法光学分析法概论光学分析法
(Opticalanalysis)第一节电磁辐射及其与物质的
相互作用
第二节光学分析法的分类
第三节光谱分析仪器光:是一种电磁波,具有波动性和粒子性.
波动性–传播运动过程中突出,表现在光的偏振,
干涉,衍射
粒子性–与物质相互作用时突出,表现在光电效
应,光的吸收和发射1.光的波动性对于不同的光波,波长采用不同的单位.例如：计算1mol(6.022171023个)波长为200nm的光子的能量E3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。物质与辐射能作用时内部发生能级跃迁→光谱(一)物质内部发生能级跃迁发射(Emission)物质受到激发而跃迁到激发态后，由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量。

X→X
X→X+h散射(Scattering)光子与物质分子之间发生碰撞，使光子的运动方向发生改变而向不同角度散射。
瑞利散射光子与物质分子发生弹性碰撞，不发生能量交换，仅光子运动方向发生改变。(波长=入射光波长)
拉曼散射光子和介质分子发生非弹性碰撞，光子运动方向和能量均发生改变。
(波长≠入射光波长)折射和反射当光从介质1照射到介质2界面时，一部分光返回介质1，称为光的反射，另一部分光则改变方向，以一定折射角度进入介质2，称为光的折射。

干涉和衍射在一定条件下光波会相互作用。当叠加时，将产生一个其强度视各波的相位而定的加强或减弱的合成波，称为干涉。光波绕过障碍物或通过狭缝时，以约180的角度向外辐射，波前进的方向发生弯曲，称为衍射。第二节光学分析法的分类一、按照电磁辐射与物质的相互作用分类吸收光谱
(absorptionspectrum)线状光谱:由若干条强度不同的谱线和暗区相间而成的光谱。连续光谱：由炽热的固体或液体发射。在一定范围内。各种波长的光都有，连续不断，无明显的谱线和谱带。它们是红外、可见及远紫外区分析仪器的重要光源。2.非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质(反射、折射、干涉、衍射和偏振)的变化,主要有折射法，旋光法，浊度法，X-射线衍射法和圆二色法等。利用X-射线能够绕过障碍物而弯曲地向后面传播的现象，是测定晶体结构的重要手段。二、按照作用物不同分类三、按辐射能转换方向分类(1)紫外-可见分光光度法(第十章)
价电子能级跃迁而产生，伴随振动能级等跃迁，带状光谱。电子能级间隔1～20eV，波长200～760nm。(3)核磁共振波谱法(第十四章)
是原子核自旋能级跃迁，激发波长是在60cm～300m的电磁波。(二)发射光谱法3.分子荧光(第十二章)和磷光光谱法
物质分子受辐射激发后其外层电子由基态跃迁到激发态，当它们返回基态时，以辐射的形式释放出能量。质谱是分子离子和碎片离子依其质荷比(m/z)大小依次进行排列所成的质量谱(massspectrum)。根据质谱的分析，来确定分子的原子组成、分子量、分子式和分子结构的方法称为质谱法。光学分析法光谱分析法第三节光谱分析仪器能源提供能量能量与被测物之间相互作用产生信号1.光源
依据方法不同，采用不同的光源：激光、电火花、电弧等；
依据光源性质不同，分为：
连续光源在较大范围提供连续波长的光源，氢灯、氘灯、钨丝灯等；
线光源提供特定波长的光源，金属蒸气灯(汞灯、钠蒸气灯)、空心阴极灯、激光等。2.单色器：单色器的主要作用是将复合光分解成单
色光或有一定宽度的谱带。棱镜：棱镜对不同波长的光具有不同的折射率，波长长的光，折
射率小；波长短的光，折射率大。
平行光经过棱镜后按波长顺序排列成为单色光；经聚焦后
在焦面上的不同位置上成像，获得按波长展开的光谱；光栅：由一系列等宽等间距的平行狭缝组成，在1cm的长度上往往刻有几千条甚至上万条的刻痕。刻痕处不透光，未刻处透光，称之为透射光栅，另一种光栅是反射光栅。
光栅光谱的产生是多狭缝干涉与单狭缝衍射共同作用的结果，前者决定光谱出现的位置，后者决定谱线强度分布。
3.试样装置——光源与试样相互作用的场所4.检测器
(1)光检测器
硒光电池、光电二极管、光电倍增管、硅二极管阵列检测器、半导体检测器等
(2)热检测器
真空热电偶检测器、热释电检测器等二、仪器相关术语5.仪器的准确度(accuracy)在不考虑随机误差的情况下，仪器给出的读数与被测量的真值相一致的能力。考察系统误差。第四节光谱分析法发展概况和主要文献二、目前的研究热点4.交叉
电致发光分析；光导纤维电化学传感器
5.检测器的发展
电荷耦合阵列检测器光谱范围宽、量子效率高、线性范围宽、多道同时数据采集、三维谱图，将取代光电倍增管；
光二极激光器代替空心阴极灯，使原子吸收可进行多元素同时测定三、参考文献
1.文献检索工具
ChemicalAbstract（“CA”，美国)
AnalyticalAbstr