光学分析方法导论资料讲解.ppt

2.光栅 由玻璃片或金属片制成，其上准确地刻有大量宽度和距离都相等的平行线条（刻痕）。 原理：单狭缝衍射和多狭缝干涉 色散几乎与波长无关 尺寸小 适用于远紫外、远红外区 杂散辐射、高级光谱干扰等问题已解决 价格降低 狭缝是由两片经过精密加工，且具有锐利边缘的金属片组成。 有效带宽 S＝D-1W D-1——倒线色散率 W——狭缝宽度 光源 入射狭缝 射出狭缝 单边可调式狭缝 吸收池一般由光透明的材料制成。 紫外光区： 石英材料； 可见光区：硅酸盐玻璃； 红外光区：根据不同的波长范围选用不同材料的晶体制成吸收池的窗口。 吸收池 四槽位吸收池架 光电倍增管 gat500热释电探测器 电表指针 数字显示 荧光屏显示 电脑 数字显示 荧光屏显示 电脑 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 本章内容 什么是电磁波？ 电磁波（电磁辐射）是一种以极高速度传播的光量子流。既具有粒子性，也具有波动性。 每个光子可以用波的参数来描述: 波长（?）、频率（ ? ）、 周期（T） 、振幅（A） 光在真空中的传播速度： c = ?· ? =2.9979 ?108 m·s-1 波数 波长与频率呈反比 电磁辐射与物质之间存在能量的转移 特征：辐射能由一颗一颗不连续的粒子流传播 ——光量子，是量子化的（发射或被吸收） 光量子的能量： E = h? h — plank 常数（ 6.626?10-34 J·S ） 波长与频率、能量呈反比 电磁辐射按波长 顺序排列 基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。 基于物质与辐射相互作用时，测量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。 分子光谱法：分子中电子能级、振动和转动能级的变 化产生的，表现形式为带光谱。 按照物质状态分类 原子光谱法：由原子外层或内层电子能级的变化产生 的，它的表现形式为线光谱。 按照电磁辐射和物质相互作用的结果，可以分为： 原子发射光谱法（AES） 原子荧光光谱法（AFS） 分子荧光光谱法（MFS） X射线荧光光谱法（XFS） 分子磷光光谱法（MPS） 基态原子或分子获得能量，变为激发态原子或分子M* ，当从激发态过渡到低能态或基态时产生发射光谱。 M* ?? M + hv 原子吸收光谱法（AAS） 紫外-可见分光光度法（UV-Vis） 红外光谱法（IR） 当物质所吸收的电磁辐射能与该物质的原子核、原子或分子的两个能级间跃迁所需的能量满足△E = hv的关系时，将产生吸收光谱。 M + hv ?? M* 频率为 ?0 的单色光照射透明物质，物质分子会发生散射现象。如果这种散射是光子与物质分子发生能量交换引起，即不仅光子的运动方向发生变化，它的能量也发生变化，则称为Raman散射。 Raman散射示意图 散射光的频率（νm）与入射光的频率不同，称为Raman位移。Raman位移的大小与分子的振动和转动的能级有关，利用Raman位移研究物质结构的方法称为Raman光谱法。 水晶的Raman光谱图 用来研究吸收、发射或荧光的电磁辐射强度和波长关系的仪器叫做光谱仪或分光光度计。 光谱仪或分光光度计一般包括五个基本单元： 光谱分析中，光源必须具有足够的输出功率和稳定性，需用稳压电源。 光源可分为连续光源和线光源等。 连续光源发射器： 高聚焦短弧氙灯 锐线光源发射器： 空心阴极灯 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。 单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜以及色散元件，如棱镜或光栅等组成。 【光栅单色器简图】 色散率 角色散率： Da=dθ/dλ 线色散率： D=dy/dλ 倒线色散率：D-1=d λ /dy *