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仪器分析 —光化学分析 Photochemical Analysis 光分析法导论 能量→物质 光分析法：是基于能量作用于物质后产生电磁辐射信号或电磁辐射与物质相互作用后产生辐射信号的变化而建立起来的一类分析方法。 →电磁辐射 电磁辐射 物质 →辐射变化 如: 分光光度法 I0 I 能量 物质→电磁辐射 光 能 电 能 热 能 化 学 能 主要应用：物质组成研究；物质结构的研究；基团的识别；几何构型的确定；表面分析以及定量分析等 电磁辐射的基本性质 basic properties of electromagnetic radiation 电磁辐射是一种以极大的速度通过空间,而不需要以任何物质作为传播媒介的能量形式 电磁辐射在真空中的传播速度为 2.99792×10 10 cm s-1 电磁辐射具有波动性和微粒性（波粒二相性） 一、 光的波动性 频率?单位时间内通过传播方向上某一点的波峰或波谷的数目 波长? c= ?? ?=c/ ? c= ?? =3×1010 cm·s-1 波长的单位: m cm μm nm ? 波数? ? =1/ ? 周期T 相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点 所需要的时间间隔，单位为s（秒） ?=1/T 单位:cm-1 !!! 光速ν 单位: S-1 (Hz) 二、光的粒子性 光可以被看作具有一定能量的粒子流, 这种粒子称为光子或光量子 能量 E = h? h: 6.626×10-34 J?s c= ?? E=h?=hc/?=hc? ? =1/? λ越大,波动性越明显; E越大, 粒子性越明显 ? J Cal Erg eV 1J (焦耳) 1 0.2390 107 6.241×1018 1Cal (卡) 4.184 1 4.184×107 2.612×1019 1erg (尔格) 10-7 2.390×10-8 1 6.241×1011 1eV (电子伏) 1.602×10-19 3.829×10-20 1.602×10-12 1 能量单位换算表 三、电磁波谱 Electromagnetic Spectrum 把电磁辐射按波长大小顺序 排列就得到电磁波谱 波长长 能量小 波动性明显 0.75-2.5μm 2.5-50μm 50-1000 μm γ射线 X射线 远紫外 近紫外 可见光 红外 微波区 无线电 波长短 能量大 粒子性明显 10-4nm 0.001nm 10nm 200nm 400nm 780nm 0.1cm 100cm 104cm 光学光谱区 例 使分子或原子中的价电子激发跃迁所需 的能量为1~20eV，计算出该能量范围相应的电磁波的波长范围。 λ=hc/E E=1ev γ射线 X射线 远紫外 近紫外 可见光 红外 微波区 无线电 10-4nm 0.001nm 10nm 200nm 400nm 780nm 0.1cm 100cm 104cm 光学光谱区 γ射线: 原子核能级的跃迁产生的 X射线:原子或分子内层电子跃迁产生的 紫外和可见光:原子或分子外层电子跃迁产生的 红外光:分子的振动和转动能级的跃迁产生的 微波:分子转动或电子自旋能级的跃迁产生的 无线电波:电子和原子核的自旋能级的跃迁产生的 光学分析法的分类 光 学 分 析 法 非光谱法 光谱法 折射、散射、干涉、衍射、偏振和圆二色等 散射光谱法 吸收光谱法 发射光谱法 非辐射发光 光致发光 化学发光法 原子发射光谱法 原子荧光 分子荧光 分子磷光 X射线荧光分析法 紫外-可见 原子吸收光谱法 红外光谱法 核磁共振波谱法 M* 能量E Δ hγ M 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 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 X 射 线 荧 光 光 谱 化 学 发 光 法 光谱分析法 分子光谱法 原子光谱法 吸收光谱法 发射光谱法 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 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