《仪器分析习题》郑大课后习题答案.doc

第二章　光学分析法导论(书后习题参考答案) 1. 已知1电子伏特=1. 602×10-19J，试计算下列辐射波长的频率（以兆赫为单位），波数（以cm-1为单位）及每个光子的能量（以电子伏特为单位）：（1）波长为900pm的单色X射线；（2）589.0nm的钠D线；（3）12.6μm的红外吸收峰；（4）波长为200cm的微波辐射。 解：已知1eV=1.602×10-19J, h=6.626×10-34J·s, c=3.0×108m·s-1 ①λ=900pm的X射线 　　　　Hz，即3.333×1011MHz 　　　　cm-1 　　　 J 用eV表示，则eV ②589.0nm的钠D线 　　　　Hz，即5.093×108MHz 　　　　cm-1 　　　 J 用eV表示，则eV ③12.6μm的红外吸收峰 Hz，即2.381×107MHz 　　　cm-1 J 用eV表示，则eV ④波长为200cm的微波辐射 Hz，即1.50×102MHz 　　　cm-1 J 用eV表示，则eV 2. 一个体系包含三个能级，如果这三个能级的统计权重相同，体系在300K温度下达到平衡时，试计算在各能级上的相对分布（Ni/N）．能级的相对能量如下。 （1） 0eV，0.001eV，0.02eV； （2） 0eV，0.01eV，0.2eV; （3） 0eV，0.1eV, 2eV。 解：已知T=300K, k=1.380×10-23J·K-1=8.614×10-5eV·K-1, kT=8.614×10-5×300=0.0258eV ①E0=0eV, E1=0.001eV, E2=0.02eV ②E0=0eV, E1=0.01eV, E2=0.2eV ③E0=0eV, E1=01eV, E2=2eV 3. 简述下列术语的含义 电磁辐射 电磁波谱 发射光谱 吸收光谱 荧光光谱 原子光谱 分子光谱 自发发射 受激发射 受激吸收 电致发光 光致发光 化学发光 热发光 电磁辐射――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性． 电磁波谱――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了波长或能量的无限范围． 发射光谱――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱． 吸收光谱――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱． 荧光光谱――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射跃迁的形式过渡到基态，或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。通过这种方式获得的光谱，称为荧光光谱． 原子光谱――由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱． 分子光谱――由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱． 自发发射――处于两个能级Ei、Ej(EiEj)上的粒子浓度分别为Ni、Nj．当i能级上的一个粒子跃迁到j能级时，就自发发射一个能量为Ei-Ej的光子，这类跃迁称为自发发射． 受激发射――对于处于高能级i的粒子，如果有频率恰好等于(Ei-Ej)/h的光子接近它时，它受到这一外来光子的影响，而发射出一个与外来光子性质完全相同的光子，并跃迁到低能级j．这类跃迁过程为受激发射． 受激吸收――频率为(Ei-Ej)/h的辐射照射时，粒子从能级j跃迁到能级i，使得辐射强度降低，这种现象称为受激吸收． 电致发光――电场引起的碰撞激发，是指被电场加速的带电粒子碰撞而受到激发，从而发射出电磁辐射．这一过程称为电致发光． 光致发光――电磁辐射吸收激发，是指吸收电磁辐射而引起的激发，从而发射出电磁辐射，这一过程称为光致发光． 化学发光――在一些特殊的化学反应体系中，有关分子吸收反应所释放的化学能而处于激发态，回到基态时产生光辐射。这样获得的光谱称为化学发光光谱． 热发光――物体加热到一定温度也会发射出电磁辐射，称为热发光． 4. 什么是光谱分析法，它包括哪些主要方法？ 答：当物质高温产生辐射或当辐射能与物质作用时，物质内部能级之间发生量子化的跃迁，并测量由此而产生的发射，吸收或散射辐射的波长和强度，进行定性或定量分析，这类方法就是光谱分析法． 光谱分析法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光法、紫外－可见分光光度法、红外光谱法、分子荧光法、X射线荧光法等． 5. 辐射光子能量与波长的关系怎样，按光子能量从高到低有哪