光谱分析法引论课件.pptVIP

一、光分析法及其特点opticalanalysisanditscharacteristics光分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法；电磁辐射范围：射线~无线电波所有范围；相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；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区代的地位；

三个基本过程：?（1）能源提供能量；?（2）能量与被测物之间的相互作用；?（3）产生信号。?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。

二、电磁辐射的基本性质电磁辐射（电磁波）：一种高速度通过空间传播的光量子流,它具有波粒二象性。2.1电磁辐射波动性波长（λ）：表示相邻两个光波各相应点间的直线距离（或相应两个波峰或波谷间的直线距离）。波数（σ）：指在单位长度内波的数目。频率（γ）：指在1秒时间内经过某点的波数（即每秒内振动的次数）。c=λν=ν/σσ=104/λ(μm)c：光速；λ：波长；ν：频率:赫兹；σ：波数cm-1；λ：波长：nmμm

?电磁波的波动性质?(1)散射丁铎尔散射（d≥λ入）和分子散射（d≤λ入）；??(2)折射和反射折射是光在两种介质中的传播速度不同；?(3)干涉干涉现象；（频率相同、振动相同、周相相等或周相差保持恒定的波源所发射的相干波互相叠加时产生）??(4)衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；

2.2微粒性E=hν=hc/λE：能量；h：普朗克常数2.3物质的能态基态：原子或分子的最低能态激发态：较高能态2.4电磁波谱电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。它反映了物质内能量的变化，任一波长光子的能量与物质内的原子或分子的能级变化（ΔE）相对应，它们之间的关系为：

ΔE=E1-E2=E=hν=hc/λLE为能量，单位为J或ev，1ev=1.602×10J-19Lh为普朗克常数6.626×10-34Js；.ν为频率，单位为Hz,即s-1；c为光速3×1010cm.s-1;λ为波长，单位nmμmσ为波数，单位cm-1。

[例]某电子在两能级间跃迁的能量差为4.969×10-19J，求其波长为多少纳米？其波数为多少？?[解]由ΔE=hν=hc/λ得?λ=hc/ΔE?=6.626×10-34×3×1010/4.969×10-19?=4×10-5cm?=400nm?σ=1/λ=1/4×10-5cm=25000cm-1

三、光分析分类typeofopticalanalysis

（一）分类：?根据物质同辐射能作用的性质不同，光学分析法基本上可以分为光谱法和非光谱法。1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量分析方法?按能量交换方向分吸收光谱法???发射光谱法按作用结果不同分原子光谱→线状光谱分子光谱→带状光谱

2．非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变化的分析方法分类：折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法3．光谱法与非光谱法的区别：?光谱法：内部能级发生变化?原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁?分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁?非光谱法：内部能级不发生变化仅测定电磁辐射性质改变?

光分析法非光谱分析法光谱分析法X射线衍射法原子光谱分析法分子光谱分析法圆折二射色法性法干旋涉光法法X分分核紫红子子磁外外荧磷共光光光光振谱谱光光波法法谱谱谱法法法原原原子子子吸发荧收射光射线荧光光谱光光光谱谱谱

原原原子子子发吸荧射收光紫红分分核化外外子子磁学可可荧磷共发见见光光振光X射线荧光原子光谱法分子光谱法光谱分析法吸收光谱法发射光谱法原紫红核子外外磁吸可可共收见见振原原分分化射X子子子子学线发荧荧磷发荧射光光光光光

主要介绍光谱法。如果按照电磁辐射和物质相互作用的结果，可以产生发射、吸收和散射三种类型的光谱。?一、发射光谱法物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量，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