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光谱分析法概论 第10章 光谱分析法概论 (1学时) §10.1 电磁辐射 §10.2 光学分析法的分类 §10.3 光谱分析仪器 §10.1 电 磁 辐 射 10.1.1 电磁辐射的性质 波动性：反射、衍射、干涉、折射、偏振 10.1.3 电磁辐射与物质的相互作用 §10.2 光学分析法的分类 10.2.1 光谱分析与非光谱分析 物质与电磁辐射作用机制 10.2.2 原子光谱法与分子光谱法 10.2.3 吸收光谱法与发射光谱法 其他分类方法 按能级跃迁类型可分为：电子光谱、振动光谱、转动光谱。 按发射或吸收辐射线波长顺序分为：γ射线、χ射线、紫外、可见光、红外光谱法及微波谱法、电子自旋共振、核磁共振波谱法等。 按被测物质对辐射吸收的检测方法差别（明背景下测吸收暗线或暗背景下测共振明线）分为：吸收光谱与共振波谱。 §10.3 光谱分析仪器 10.3.1 分光光度计(spectrophotometer) 基本组成部分： 辐射源/光源(source) 单色器(monochromator) 检测器(detector) 10.3.2 辐射源 10.3.3 分光系统(wavelength selector) 分光系统 棱镜 光栅 10.3.4 检测系统 作用：光讯号→电讯号，光电转换器 种类： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 《分析化学》系列课件 10.1.1 电磁辐射的性质 10.1.2 电磁波谱 10.1.3 电磁辐射与物质的相互作用 (electromagnetic radiation) (electromagnetic spectrum) 1nm = 10-3?m = 10-6mm = 10-7cm = 10-9m 频率 光速 波长 波数 紫外-可见 红外 微粒性：吸收和发射 光子的能量： ?↑→E↓→波动性↑ ?↓→E↑→微粒性↑ 基态 激发态 ?E h?=?E 吸收 辐射 发射 10.2.1 光谱分析与非光谱分析 10.2.2 原子光谱法与分子光谱法 10.2.3 吸收光谱法与发射光谱法 (optical analysis) 光谱分析法(spectroscopic analysis) 非光谱分析（一般光学分析） 光谱(spectrum) 吸收(absorption) 发射(emission) 散射(scattering) 被测物质粒子类型 原子光谱法(atomic spectroscopy) 分子光谱法(molecular spectroscopy) 气体原子/离子→外层电子能级跃迁→ 原子光谱(线光谱)→成分分析 分子→电子(n)-振动(v)-转动(J)能级跃迁→ 分子光谱(连续光谱) →定性/定量/结构分析 物质能级跃迁方向 吸收光谱法 紫外-可见分光光度法(UV) 荧光分析法(FLU) 红外吸收光谱法(IR) 原子吸收分光光度法(AAS) 核磁共振波谱法(NMR) 发射光谱法 原子发射光谱法 ? 10.3.1 分光光度计 10.3.2 辐射源 10.3.3 分光系统 10.3.4 检测系统 分光光度计组成方框图 辐射源 单色器 样品池 检测器 讯号处理及显示器 连续光源(continuous source)：分子吸收 线光源(line source) ：原子吸收 电弧、火花、等离子体光源：发射光谱 作用：提供辐射能 要求：有一定强度和稳定性 种类： 作用：将复合光分解为单色光。 种类： 滤光器(filter) 单色器(monochromator) 带通滤光器 截止滤光器 色散元件 棱镜 光栅 组成：①进口狭缝、②准直镜、③色散元件、④聚焦透镜、⑤出口狭缝 分光器光路示意图 ① ① ② ② ③ ③ ④ ④ ⑤ ⑤ 棱镜 光栅 色散原理 Cornu prism Littrow prism 特点：长波区密，短波区疏 种类： 玻璃棱镜：可见光区 石英棱镜：紫外-可见光区 色散原理 光栅的色散作用 闪耀角 光栅常数 (刻痕间距) 特点：均匀分布 多级光谱 种类： 平面透射光栅 反射光栅 平面(反射)光栅 (闪耀光栅blazed grating) 凹面(反射)光栅 光检测器（量子化检测器，光子检测器） 热检测器 （真空热电偶、热电检测器） 单道光子检测器(光电倍增管) 多道光子检测器(光二极管阵列检测器) * *