仪器分析-第四章 光谱学分析法导论.ppt

第一节 概述 三个基本过程： 第二节 光的性质及其与物质的相互作用 能谱分析法：对于波长很短（小于10nm）, 能量大于102eV （如γ射线和Χ射线）的电磁波谱，粒子性比较 明显，称为能谱，由此建立起来的分析方法。 波谱分析法：波长大于1mm、能量小于10-3eV（如微波和无线 电波）的电磁波谱，波动性比较明显，称为波 谱，由此建立起来的分析方法。 光谱分析法：波长及能量介于上述两者之间的电磁波谱，通常 要借助于光学仪器获得，称为光学光谱，由此建 立起来的分析方法，称为光学光谱分析法。它是 一种由物质的光谱中提取有用的信息来确定物质 的组成、含量和结构的仪器分析方法。 单色光和复合光 二 光与物质的相互作用 (5)折射 光从一种透明介质进入另一种透明介质时，前进 方向发生改变，是光在两种介质中的传播速度不同； (6)干涉 当频率、振动方向、周相相同的光源所发射的相 干光波互相叠加时，产生明暗相间的条纹，称之为干涉现 象； (7)衍射 光绕过物体而弯曲地向后面传播的现象；衍射现 象是干涉的结果； (8)偏振 天然光通过某些物质后，变为只在一个固定方向 有振动的光称为平面偏振光。 第三节 光分析法的分类 2、光谱及光谱分析法的分类 光谱法—基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分析的方法； 非光谱法－不涉及能级跃迁。物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质；偏振法、干涉法、旋光法等； 按照产生光谱的物质类型的不同，可以分为原子光谱、 分子光谱、固体光谱； 按照产生光谱的方式不同，可以分为发射光谱、吸收光 谱和散射光谱； 按照光谱的性质和形状，又可分为线光谱、带光谱和连 续光谱。 原子光谱和分子光谱 原子光谱（线性光谱）：最常见的三种 原子外层电子跃迁的原子吸收光谱（AAS）； 原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）； 基于原子内层电子跃迁的 X射线荧光光谱（XFS）； 基于原子核与射线作用的穆斯堡谱； 分子光谱（带状光谱）： 基于分子中电子能级、振-转能级跃迁； 紫外光谱法（UV）； 红外光谱法（IR）； 分子荧光光谱法（MFS）； 分子磷光光谱法（MPS）； 核磁共振与顺磁共振波谱（NMR）； 二、各种光分析法简介 3.原子荧光分析法 三、光分析方法的进展 4. 交叉 * * 一、概述 二、光的性质及其与 物质的相互作用 三、光分析法的分类 第四章 光谱分析法导论 光分析法：以物质的光学性质为基础建立起来的分析方法，称为光学分析法，简称光分析法。 物质光学性质：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等； 光的范围：γ射线～无线电波所有范围； 目前，光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位； （1）能源（光或辐射源）提供能量，并与被测物相互作用； （2）色散产生信号（光谱法）； （3）信号检测。 基本特点： （1）所有光分析法均包含三个基本过程； （2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）； （3）涉及大量光学元器件。 一 光（电磁辐射）的性质 电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量； c =λν =ν/σ（波动性） E = hν = h c /λ（微粒性） c：光速；λ：波长；ν：频率；σ：波数 ； E ：能量； h：普朗克常数 电磁辐射具有波粒二象性—波动性和微粒性。 (1) 吸收 某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱，这种现象称为物质对光的吸收。物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级，分为分子吸收和原子吸收，符合朗伯-比尔定律； (2) 发射 受激物质从高能态回到低能态时，将吸收的能量以光的形式释放出；分为原子发射和分子发射等； (3) 透射 只引起微粒价电子相对于原子核的振动，所需光能瞬间(10-14s)被微粒所保留，微粒回到原来状态时，又将光能从新发射出来，光的能量不变，频率不变； (4) 散射 光通过不均匀介质时，部分光沿其他方向的