《電磁輻射基礎(chǔ)》 (2)ppt課件

1、第一章 電磁輻射根底第一節(jié) 電磁輻射的根本性質(zhì) 光分析法：基于電磁輻射能量與待測物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻光分析法：基于電磁輻射能量與待測物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻射信號(hào)與物質(zhì)組成及構(gòu)造關(guān)系所建立起來的分析方法；射信號(hào)與物質(zhì)組成及構(gòu)造關(guān)系所建立起來的分析方法； 電磁輻射范圍：射線無線電波一切范圍；電磁輻射范圍：射線無線電波一切范圍； 相互作用方式：發(fā)射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等相互作用方式：發(fā)射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等； 光分析法在研討物質(zhì)組成、構(gòu)造表征、外表分析等方面具有其他光分析法在研討物質(zhì)組成、構(gòu)造表征、外表分析等方面具有其他方法不可取代的位置；方法不可取代的位置；

2、1 1能源提供能量；能源提供能量；2 2能量與被測物之間的相互作用；能量與被測物之間的相互作用；3 3產(chǎn)生信號(hào)。產(chǎn)生信號(hào)。 根本特點(diǎn)：根本特點(diǎn)：1 1一切光分析法均包含三個(gè)根本過程；一切光分析法均包含三個(gè)根本過程；2 2選擇性丈量，不涉及混合物分別不同于色譜分析；選擇性丈量，不涉及混合物分別不同于色譜分析；3 3涉及大量光學(xué)元器件。涉及大量光學(xué)元器件。一、電磁輻射一、電磁輻射電磁波的分類：電磁波的分類：無線電波射頻無線電波射頻 11000m微波微波 0.1100cm紅外紅外 0.751000m可見光可見光 400750nm紫外紫外 10400nmX射線射線 10-310nm射線射線 5140p

3、m共同點(diǎn)共同點(diǎn):它們作為橫向電磁波在空間傳播，在真空中的速它們作為橫向電磁波在空間傳播，在真空中的速度等于光速：度等于光速： =c-波長；波長； -頻率；頻率； c-光在真空中的速度，約為光在真空中的速度，約為3108m/s 不同點(diǎn)：波長不同，頻率不同，所具有的能量各不一樣。不同點(diǎn)：波長不同，頻率不同，所具有的能量各不一樣。所以，產(chǎn)生各種譜線電磁波的方法也不一樣所以，產(chǎn)生各種譜線電磁波的方法也不一樣例：紅外光，由分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的；例：紅外光，由分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的； X射線，由射線，由高速運(yùn)動(dòng)的電子束轟擊原子內(nèi)層電子產(chǎn)生的高速運(yùn)動(dòng)的電子束轟擊原子內(nèi)層電子產(chǎn)生的 。二、光的二象性二、光的

4、二象性光具有二象性：光具有二象性：動(dòng)搖性，動(dòng)搖性， 如：光的折射、衍射、偏振和如：光的折射、衍射、偏振和 干涉等干涉等微粒性，微粒性， 如：光電效應(yīng)如：光電效應(yīng)光子具有能量光子具有能量h：E=h=hc/ 能量與波長關(guān)系能量與波長關(guān)系 光子具有動(dòng)量光子具有動(dòng)量h/c：p=h/c=h / 動(dòng)量與波長關(guān)系動(dòng)量與波長關(guān)系三、輻射能參數(shù)三、輻射能參數(shù)周期周期(T)：正弦波中相繼兩個(gè)極大經(jīng)過空間某：正弦波中相繼兩個(gè)極大經(jīng)過空間某固固定點(diǎn)所需的時(shí)間間隔稱為輻射的周期。定點(diǎn)所需的時(shí)間間隔稱為輻射的周期。頻率頻率()：每秒鐘內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，即：每秒鐘內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，即1T，通常，通常以赫茲以赫茲(Hz)表示表示取決

5、波源，與經(jīng)過的介質(zhì)無取決波源，與經(jīng)過的介質(zhì)無關(guān)。關(guān)。波長波長()：相鄰兩個(gè)波峰或波谷間的間隔。：相鄰兩個(gè)波峰或波谷間的間隔。波數(shù)波數(shù)()：每厘米內(nèi)波的振動(dòng)次數(shù)，單位為：每厘米內(nèi)波的振動(dòng)次數(shù)，單位為cm-1。電子伏特電子伏特eV)：一個(gè)電子經(jīng)過：一個(gè)電子經(jīng)過1V電壓降時(shí)具有電壓降時(shí)具有的能量。的能量。 (1) (1) 吸收吸收 物質(zhì)選擇性吸收特定頻率的輻射能，并從低能物質(zhì)選擇性吸收特定頻率的輻射能，并從低能級躍遷到高能級；級躍遷到高能級； (2) (2) 發(fā)射發(fā)射 將吸收的能量以光的方式釋放出；將吸收的能量以光的方式釋放出； (3) (3) 散射散射 丁鐸爾散射和分子散射；丁鐸爾散射和分子散射；

6、 (4) (4) 折射折射 折射是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同；折射是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同； (5) (5) 反射反射 (6) (6) 干涉干涉 干涉景象；干涉景象； (7) (7) 衍射衍射 光繞過物體而彎曲地向他后面?zhèn)鞑サ木跋螅还饫@過物體而彎曲地向他后面?zhèn)鞑サ木跋螅?(8) (8) 偏振偏振 只在一個(gè)固定方向有振動(dòng)的光稱為平面偏振只在一個(gè)固定方向有振動(dòng)的光稱為平面偏振光。光。衍射：波在傳播過程中經(jīng)過妨礙物邊緣或孔隙時(shí)所發(fā)生的傳播方向彎曲景象?？紫对叫。ㄩL越大，這種景象就越顯著。n假設(shè)采用單色平行光，那么衍射后將產(chǎn)生干涉結(jié)果。相關(guān)波在空間某處相遇后，因位相不同，相互之間產(chǎn)生干涉作用

7、，引起相互加強(qiáng)或減弱的物理景象。 衍射的結(jié)果是產(chǎn)生明暗相間的衍射花紋，代表著衍射方向角度和強(qiáng)度。根據(jù)衍射花紋可以反過來推測光源和光柵的情況。 為了使光能產(chǎn)生明顯的偏向，必需使“光柵間隔具有與光的波長一樣的數(shù)量級。n用于可見光譜的光柵每毫米要刻有約500條線 。 第二節(jié) 原子光譜與分子光譜的三種光譜的某些共性。 1.1.光譜項(xiàng)符號(hào)光譜項(xiàng)符號(hào)( (表示原子能級表示原子能級 原子外層有一個(gè)電子時(shí)，其能級可由原子外層有一個(gè)電子時(shí)，其能級可由四個(gè)量子數(shù)決議：四個(gè)量子數(shù)決議： 主量子數(shù)主量子數(shù) n n；角量子數(shù)；角量子數(shù) l l；磁量子數(shù)；磁量子數(shù) m m；自旋量子數(shù)；自旋量子數(shù) s s； 原子外層有多個(gè)

8、電子時(shí)，其運(yùn)動(dòng)形狀須原子外層有多個(gè)電子時(shí)，其運(yùn)動(dòng)形狀須用總角量子數(shù)用總角量子數(shù)L L；總自旋量子數(shù)；總自旋量子數(shù)S S；內(nèi)量子數(shù)；內(nèi)量子數(shù)J J 描畫。描畫?？偨橇孔訑?shù)總角量子數(shù)L L= l 外層價(jià)電子角量子數(shù)的矢量和，外層價(jià)電子角量子數(shù)的矢量和，(2 L +1)個(gè)個(gè) L=| l 1+ l2 | ， | l 1+ l2 -1|，| l 1 - l2 | 分別用分別用S，P，D，F(xiàn) ，表示，表示: L=0，1，2，3， 例：碳原子，基態(tài)的電子層構(gòu)造例：碳原子，基態(tài)的電子層構(gòu)造(1s)2(2s)2(2p)2， 兩個(gè)外層兩個(gè)外層2p電子：電子： l 1= l2 =1； L=2，1，0； 總自旋量子數(shù)

9、總自旋量子數(shù)S ： S = s ；外層價(jià)電子自旋量子數(shù)的矢量和，；外層價(jià)電子自旋量子數(shù)的矢量和， (2 S +1)個(gè)個(gè) S =0 ， 1， 2， S 或或 = 0 ， 1/2，3/2 ， S 例：碳原子，基態(tài)的電子層構(gòu)造例：碳原子，基態(tài)的電子層構(gòu)造(1s)2(2s) 2(2p) 2 ， 兩個(gè)外層兩個(gè)外層2p電子：電子： S =0 ， 1 ； 3個(gè)不同值；個(gè)不同值； L與與S之間存在相互作用；可分裂產(chǎn)生之間存在相互作用；可分裂產(chǎn)生(2 S +1)個(gè)能級；個(gè)能級； 這就是原子光譜產(chǎn)生光譜多重線的緣由，用這就是原子光譜產(chǎn)生光譜多重線的緣由，用 M 表示，稱為譜線的多表示，稱為譜線的多重性；重性；例：

10、鈉原子，一個(gè)外層電子，例：鈉原子，一個(gè)外層電子， S =1/2；因此：；因此： M =2( S ) +1 = 2；雙重線；雙重線； 堿土金屬：兩個(gè)外層電子，堿土金屬：兩個(gè)外層電子， 自旋方向一樣時(shí)，自旋方向一樣時(shí)， S =1/2 + 1/2 =1， M = 3；三重線；三重線； 自旋方向相反時(shí)，自旋方向相反時(shí)， S =1/2 1/2 =0， M = 1；單重線；單重線；內(nèi)量子數(shù)內(nèi)量子數(shù)J ： 內(nèi)量子數(shù)內(nèi)量子數(shù)J取決于總角量子數(shù)取決于總角量子數(shù)L和總自旋量子數(shù)和總自旋量子數(shù)S的矢量和：的矢量和： J = (L + S)， (L + S 1)， (L S) 假設(shè)假設(shè) L S ； 其數(shù)值共其數(shù)值共(

11、2 S +1)個(gè)；個(gè)； 假設(shè)假設(shè) L S ； 其數(shù)值共其數(shù)值共(2 L +1)個(gè)；個(gè)； 例：例：L=2，S=1，那么，那么 J 有三個(gè)值，有三個(gè)值，J = 3，2，1； L=0，S=1/2；那么；那么 J 僅有一個(gè)值僅有一個(gè)值 1/2； J 值又稱為光譜支項(xiàng)；值又稱為光譜支項(xiàng)；原子的能級通常用光譜項(xiàng)符號(hào)表示：原子的能級通常用光譜項(xiàng)符號(hào)表示：nMLJ n：主量子數(shù)；：主量子數(shù)；M：譜線多重性符號(hào)；：譜線多重性符號(hào)； L：總角量子數(shù)；：總角量子數(shù)； J ：內(nèi)量子數(shù)：內(nèi)量子數(shù) 鈉原子的光譜項(xiàng)符號(hào)鈉原子的光譜項(xiàng)符號(hào) 32S1/2； 表示鈉原子的電子處于表示鈉原子的電子處于n=3，M =2(S = 1/

12、2)，L =0， J = 1/2 的能級形狀基態(tài)能級；的能級形狀基態(tài)能級；電子能級躍遷的選擇定那么電子能級躍遷的選擇定那么 一條譜線是原子的外層電子在兩個(gè)能級之間的躍遷產(chǎn)生的，可用一條譜線是原子的外層電子在兩個(gè)能級之間的躍遷產(chǎn)生的，可用兩個(gè)光譜項(xiàng)符號(hào)表示這種躍遷或躍遷譜線：兩個(gè)光譜項(xiàng)符號(hào)表示這種躍遷或躍遷譜線： 例例 鈉原子的雙重線鈉原子的雙重線 Na 5889.96 ; 32S1/ 2 32P3/ 2； Na 5895.93 ; 32S1/ 2 32P1/ 2；電子能級躍遷的選擇定那么電子能級躍遷的選擇定那么 根據(jù)量子力學(xué)原理，電子的躍遷不能在恣意兩個(gè)能級之根據(jù)量子力學(xué)原理，電子的躍遷不能在

13、恣意兩個(gè)能級之間進(jìn)展，必需遵照一定的間進(jìn)展，必需遵照一定的“選擇定那么：選擇定那么：1主量子數(shù)的變化主量子數(shù)的變化 n為整數(shù)，包括零；為整數(shù)，包括零；2總角量子數(shù)的變化總角量子數(shù)的變化L = 1；3內(nèi)量子數(shù)的變化內(nèi)量子數(shù)的變化J =0， 1；但是當(dāng)；但是當(dāng)J =0時(shí)，時(shí)， J =0的的躍遷被禁阻；躍遷被禁阻；4總自旋量子數(shù)的變化總自旋量子數(shù)的變化S =0 ，即不同多重性形狀之間的，即不同多重性形狀之間的躍遷被禁阻；躍遷被禁阻； 元素的光譜線系常用能級圖來元素的光譜線系常用能級圖來表示。最上面的是光譜項(xiàng)符號(hào)；最表示。最上面的是光譜項(xiàng)符號(hào)；最下面的橫線表示基態(tài)；上面的表示下面的橫線表示基態(tài)；上面的

14、表示激發(fā)態(tài)；激發(fā)態(tài)；可以產(chǎn)生的躍遷用線銜接；可以產(chǎn)生的躍遷用線銜接； 線系：由各種高能級躍遷到同線系：由各種高能級躍遷到同一低能級時(shí)發(fā)射的一系列光譜線；一低能級時(shí)發(fā)射的一系列光譜線； 元素由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的元素由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最易發(fā)生，需求的能量最低，躍遷最易發(fā)生，需求的能量最低，產(chǎn)生的譜線也最強(qiáng)，該譜線稱為共產(chǎn)生的譜線也最強(qiáng)，該譜線稱為共振線振線 ，也稱為該元素的特征譜線，也稱為該元素的特征譜線；由于其激發(fā)電位最低，因此共振；由于其激發(fā)電位最低，因此共振線是元素光譜中最強(qiáng)的譜線。這個(gè)線是元素光譜中最強(qiáng)的譜線。這個(gè)最低的激發(fā)電位，稱為共振電位。最低的激發(fā)電位，稱為共振電位。原子光譜為

15、線狀光譜，原子光譜為線狀光譜，分子光譜為帶狀光譜；分子光譜為帶狀光譜；為什么分子光譜為帶狀光為什么分子光譜為帶狀光譜？譜？原子光譜圖原子光譜圖分子光譜圖分子光譜圖1.1.分子中的能量分子中的能量E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei分子中原子的核能：分子中原子的核能： En分子的平移能：分子的平移能：Et電子運(yùn)動(dòng)能：電子運(yùn)動(dòng)能： Ee原子間相對振動(dòng)能：原子間相對振動(dòng)能： Ev分子轉(zhuǎn)動(dòng)能：分子轉(zhuǎn)動(dòng)能： Er基團(tuán)間的內(nèi)旋能：基團(tuán)間的內(nèi)旋能： Ei在普通化學(xué)反響中，在普通化學(xué)反響中， En不變；不變； Et 、 Ei較小；較小； E=Ee+ Ev + Er 分子產(chǎn)生躍遷所吸收能量的

16、輻射頻率：分子產(chǎn)生躍遷所吸收能量的輻射頻率： =Ee / h + Ev / h + Er / h 2.2.雙原子分子能級圖雙原子分子能級圖 分子中價(jià)電子位于自旋成分子中價(jià)電子位于自旋成對的單重基態(tài)對的單重基態(tài)S0分子軌道上分子軌道上，當(dāng)電子被激發(fā)到高能級上，當(dāng)電子被激發(fā)到高能級上時(shí)，假設(shè)激發(fā)態(tài)與基態(tài)中的時(shí)，假設(shè)激發(fā)態(tài)與基態(tài)中的電子自旋方向相反，稱為單電子自旋方向相反，稱為單重激發(fā)態(tài)，以重激發(fā)態(tài)，以S1 、 S2 、表示；反之，稱為三重表示；反之，稱為三重激發(fā)態(tài)，以激發(fā)態(tài)，以T1 、 T2 、表示；表示； 單重態(tài)分子具有抗磁性；單重態(tài)分子具有抗磁性； 三重態(tài)分子具有順磁性；三重態(tài)分子具有順磁性；

17、 躍遷致單重激發(fā)態(tài)的幾率躍遷致單重激發(fā)態(tài)的幾率大，壽命短；大，壽命短；3.3.躍遷類型與分子光譜躍遷類型與分子光譜 分子光譜復(fù)雜，電子躍遷時(shí)帶有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷；分子光譜復(fù)雜，電子躍遷時(shí)帶有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷； 分子的紫外分子的紫外- -可見吸收光譜是由純電子躍遷引起的，故可見吸收光譜是由純電子躍遷引起的，故又稱電子光譜，譜帶比較寬；又稱電子光譜，譜帶比較寬； 分子的紅外吸收光譜是由于分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能分子的紅外吸收光譜是由于分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷引起的，故也稱振轉(zhuǎn)光譜；級躍遷引起的，故也稱振轉(zhuǎn)光譜； 分子的熒光光譜是在紫外或可見光照射下，電子躍遷至分子的熒光光譜是在紫外或可見

18、光照射下，電子躍遷至單重激發(fā)態(tài)，并以無輻射弛豫方式回到第一單重激發(fā)態(tài)的最單重激發(fā)態(tài)，并以無輻射弛豫方式回到第一單重激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級，再躍回基態(tài)或基態(tài)中的其他振動(dòng)能級所發(fā)出的低振動(dòng)能級，再躍回基態(tài)或基態(tài)中的其他振動(dòng)能級所發(fā)出的光；光； 分子的磷光是指處于第一最低單重激發(fā)態(tài)的分子以無輻分子的磷光是指處于第一最低單重激發(fā)態(tài)的分子以無輻射弛豫方式回到第一最低三重激發(fā)態(tài)，再躍遷回到基態(tài)所發(fā)射弛豫方式回到第一最低三重激發(fā)態(tài)，再躍遷回到基態(tài)所發(fā)出的光；出的光；第三節(jié) 光分析法的分類n光分析分類光分析分類n各種光分析法簡介各種光分析法簡介n光分析方法的進(jìn)展光分析方法的進(jìn)展n光譜法儀器的根本流程光譜法儀器的

19、根本流程n光譜儀器的根本器件光譜儀器的根本器件 光譜法光譜法基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，分子發(fā)生能級躍遷而產(chǎn)生的發(fā)基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，分子發(fā)生能級躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射的波長或強(qiáng)度進(jìn)展分析的方法；射、吸收或散射的波長或強(qiáng)度進(jìn)展分析的方法； 原子光譜、分子光譜原子光譜、分子光譜 原子光譜線性光譜：最常見的三類原子光譜線性光譜：最常見的三類 基于原子外層電子躍遷的原子吸收光譜基于原子外層電子躍遷的原子吸收光譜AAS； 原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜AES、原子熒光光譜、原子熒光光譜AFS； 基于原子內(nèi)層電子躍遷的基于原子內(nèi)層電子躍遷的 X射線熒光光譜射線熒光光譜XFS； 基于原子核與基于原子核與射

20、線作用的穆斯堡爾譜；射線作用的穆斯堡爾譜； 基于分子中電子能級、振基于分子中電子能級、振-轉(zhuǎn)能級躍遷；轉(zhuǎn)能級躍遷； 紫外光譜法紫外光譜法UV； 紅外光譜法紅外光譜法IR； 分子熒光光譜法分子熒光光譜法MFS； 分子磷光光譜法分子磷光光譜法MPS； 核磁共振波譜法核磁共振波譜法NMR； 非光譜法：非光譜法： 不涉及能級躍遷，物質(zhì)與輻射作用時(shí)，僅改動(dòng)傳播方向不涉及能級躍遷，物質(zhì)與輻射作用時(shí)，僅改動(dòng)傳播方向等物理性質(zhì)；偏振法、干涉法、旋光法等；等物理性質(zhì)；偏振法、干涉法、旋光法等； 光分析法光譜分析法非光譜分析法原子光譜分析法分子光譜分析法原原子子吸吸收收光光譜譜原原子子發(fā)發(fā)射射光光譜譜原原子子熒熒

21、光光光光譜譜X射射線線熒熒光光光光譜譜折射法圓二色性法X射線衍射法干涉法旋光法紫紫外外光光譜譜法法紅紅外外光光譜譜法法分分子子熒熒光光光光譜譜法法分分子子磷磷光光光光譜譜法法核核磁磁共共振振波波譜譜法法光譜分析法吸收光譜法發(fā)射光譜法原子光譜法分子光譜法原子發(fā)射原子吸收原子熒光X射線熒光原子吸收紫外可見紅外可見核磁共振紫外可見紅外可見分子熒光分子磷光核磁共振化學(xué)發(fā)光原子發(fā)射原子熒光分子熒光分子磷光X射線熒光化學(xué)發(fā)光1.1.原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法 以火焰、電弧、等離子炬等作為光源，使以火焰、電弧、等離子炬等作為光源，使氣態(tài)原子的外層電子受激發(fā)射出特征光譜進(jìn)展定量氣態(tài)原子的外層電子受激

22、發(fā)射出特征光譜進(jìn)展定量分析的方法。分析的方法。2.2.原子吸收光譜分析法原子吸收光譜分析法 利用特殊光源發(fā)射出待測元素的共振線，利用特殊光源發(fā)射出待測元素的共振線，并將溶液中離子轉(zhuǎn)變成氣態(tài)原子后，測定氣態(tài)原子并將溶液中離子轉(zhuǎn)變成氣態(tài)原子后，測定氣態(tài)原子對共振線吸收而進(jìn)展的定量分析方法。對共振線吸收而進(jìn)展的定量分析方法。 氣態(tài)原子吸收特征波長的輻射后，外層電子從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，在10-8s后躍回基態(tài)或低能態(tài)時(shí)，發(fā)射出與吸收波長一樣或不同的熒光輻射，在與光源成90度的方向上，測定熒光強(qiáng)度進(jìn)展定量分析的方法。 4.分子熒光分析法 某些物質(zhì)被紫外光照射激發(fā)后，在回到基態(tài)的過程中發(fā)射出比原激發(fā)

23、波長更長的熒光，經(jīng)過丈量熒光強(qiáng)度進(jìn)展定量分析的方法。 6. X6. X射線熒光分析法射線熒光分析法 原子受高能輻射，其內(nèi)層電子發(fā)生能級躍原子受高能輻射，其內(nèi)層電子發(fā)生能級躍遷，發(fā)射出特征遷，發(fā)射出特征X X射線射線 X X射線熒光，測定其強(qiáng)度射線熒光，測定其強(qiáng)度可進(jìn)展定量分析?？蛇M(jìn)展定量分析。7. 7. 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法 利用化學(xué)反響提供能量，使待測分子被激利用化學(xué)反響提供能量，使待測分子被激發(fā)，前往基態(tài)時(shí)發(fā)出一定波長的光，根據(jù)其強(qiáng)度與發(fā)，前往基態(tài)時(shí)發(fā)出一定波長的光，根據(jù)其強(qiáng)度與待測物濃度之間的線性關(guān)系進(jìn)展定量分析的方法。待測物濃度之間的線性關(guān)系進(jìn)展定量分析的方法。5. 5. 分子

24、磷光分析法分子磷光分析法 處于第一最低單重激發(fā)態(tài)分子以無輻射弛處于第一最低單重激發(fā)態(tài)分子以無輻射弛豫方式進(jìn)入第一三重激發(fā)態(tài)，再躍遷前往基態(tài)發(fā)出豫方式進(jìn)入第一三重激發(fā)態(tài)，再躍遷前往基態(tài)發(fā)出磷光。測定磷光強(qiáng)度進(jìn)展定量分析的方法。磷光。測定磷光強(qiáng)度進(jìn)展定量分析的方法。 利用溶液中分子吸收紫外和可見光產(chǎn)生躍遷所記錄的吸收光譜圖，可進(jìn)展化合物構(gòu)造分析，根據(jù)最大吸收波長強(qiáng)度變化可進(jìn)展定量分析。 9.紅外吸收光譜分析法 利用分子中基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)吸收光譜進(jìn)展定量和有機(jī)化合物構(gòu)造分析的方法。 10.核磁共振波譜分析法 在外磁場的作用下，核自旋磁矩與磁場相互作用而裂分為能量不同的核磁能級，吸收射頻

25、輻射后產(chǎn)生能級躍遷，根據(jù)吸收光譜可進(jìn)展有機(jī)化合物構(gòu)造分析 。 8. 紫外吸收光譜分析法紫外吸收光譜分析法11.11.順磁共振波譜分析法順磁共振波譜分析法 在外磁場的作用下，電子的自旋磁矩與磁在外磁場的作用下，電子的自旋磁矩與磁場相互作用而裂分為磁量子數(shù)不同的磁能級，吸收場相互作用而裂分為磁量子數(shù)不同的磁能級，吸收微波輻射后產(chǎn)生能級躍遷，根據(jù)吸收光譜可進(jìn)展構(gòu)微波輻射后產(chǎn)生能級躍遷，根據(jù)吸收光譜可進(jìn)展構(gòu)造分析造分析 。 12. 12.旋光法旋光法 溶液的旋光性與分子的非對稱構(gòu)造有親溶液的旋光性與分子的非對稱構(gòu)造有親密關(guān)系，可利用旋光法研討某些天然產(chǎn)物及配合物的密關(guān)系，可利用旋光法研討某些天然產(chǎn)物及

26、配合物的立體化學(xué)問題，旋光計(jì)測定糖的含量。立體化學(xué)問題，旋光計(jì)測定糖的含量。 13. 13.衍射法衍射法 X X射線衍射：研討晶體構(gòu)造，不同晶體具有射線衍射：研討晶體構(gòu)造，不同晶體具有不同衍射圖。不同衍射圖。 電子衍射：電子衍射是透射電子顯微鏡的根電子衍射：電子衍射是透射電子顯微鏡的根底，研討物質(zhì)的內(nèi)部組織構(gòu)造。底，研討物質(zhì)的內(nèi)部組織構(gòu)造。 1. 1. 采用新光源，提高靈敏度采用新光源，提高靈敏度 級聯(lián)光源：電感耦合等離子體級聯(lián)光源：電感耦合等離子體- -輝光放電輝光放電；激光蒸發(fā)；激光蒸發(fā)- -微波等離子體微波等離子體 2. 2. 聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù) 電感耦合高頻等離子體電感耦合高頻等離子體I

27、CPICP質(zhì)譜質(zhì)譜 激光質(zhì)譜：靈敏度達(dá)激光質(zhì)譜：靈敏度達(dá)10-20 g10-20 g 3. 3. 新資料新資料 光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)，損耗少；抗干擾才干強(qiáng)；光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)，損耗少；抗干擾才干強(qiáng)； 電致發(fā)光分析；光導(dǎo)纖維電化學(xué)傳感器電致發(fā)光分析；光導(dǎo)纖維電化學(xué)傳感器 5. 檢測器的開展檢測器的開展 電荷耦合陣列檢測器光譜范圍寬、量子效率高、線性范圍寬、多道電荷耦合陣列檢測器光譜范圍寬、量子效率高、線性范圍寬、多道同時(shí)數(shù)據(jù)采集、三維譜圖，將取代光電倍增管；同時(shí)數(shù)據(jù)采集、三維譜圖，將取代光電倍增管； 光二極激光器替代空心陰極燈，使原子吸收可進(jìn)展多元素同時(shí)測定；光二極激光器替代空心陰極燈，使原子吸收可進(jìn)展多元素

28、同時(shí)測定； 光譜儀器通常包括五個(gè)根本單元：光源；單色器；樣品；檢測器；顯示與數(shù)據(jù)處置；1. 1. 光源光源 根據(jù)方法不同，采用不同的光源：火焰、根據(jù)方法不同，采用不同的光源：火焰、燈、激光、電火花、電弧等；根據(jù)光源性質(zhì)不燈、激光、電火花、電弧等；根據(jù)光源性質(zhì)不同，分為：同，分為： 延續(xù)光源：在較大范圍提延續(xù)光源：在較大范圍提供延續(xù)波長的光源，氫燈、氘供延續(xù)波長的光源，氫燈、氘燈、鎢絲燈等；燈、鎢絲燈等； 線光源：提供特定波長的光線光源：提供特定波長的光源，金屬蒸氣燈源，金屬蒸氣燈( (汞燈、鈉蒸氣汞燈、鈉蒸氣燈燈) )、空心陰極燈、激光等；、空心陰極燈、激光等； 單色器：獲得高光譜純度輻射束的

29、安裝，而輻射束的波單色器：獲得高光譜純度輻射束的安裝，而輻射束的波長可在很寬范圍內(nèi)恣意改動(dòng)；長可在很寬范圍內(nèi)恣意改動(dòng)； 主要部件：主要部件：1 1進(jìn)口狹縫；進(jìn)口狹縫；2 2準(zhǔn)直安裝準(zhǔn)直安裝( (透鏡或反射鏡透鏡或反射鏡) )：使輻射束成為平行光線：使輻射束成為平行光線； 3 3色散安裝色散安裝( (棱鏡、光柵棱鏡、光柵) )：使不同波長的輻射以不同：使不同波長的輻射以不同的角度進(jìn)展傳播；的角度進(jìn)展傳播； 4聚焦透鏡或凹面反射鏡，使每個(gè)單色光束在單色器的出口曲面上成像。棱鏡單色儀光柵單色儀 棱鏡對不同波長的光具有不同的折射率，波長長的光，折射率小；波長短的光，折射率大。 平行光經(jīng)過棱鏡后按波長順

30、序陳列成為單色光；經(jīng)聚焦后在焦面上的不同位置上成像，獲得按波長展開的光譜； 棱鏡的分辨才干取決于棱鏡的幾何尺寸和資料； 棱鏡的光學(xué)特性可用色散率和分辨率來表征；1 1色散率色散率 角色散率：用角色散率：用d/dd/d表示，偏向角表示，偏向角對波長的變化率對波長的變化率；dd2sin12sin2dd22nn 棱鏡的頂角越大或折射率越大，角色散率越大，分開兩條相鄰譜線的才干越強(qiáng)，但頂角越大，反射損失也增大，通常為60度角； 線色散率：用dl /d表示，兩條相鄰譜線在焦面上被分開的間隔對波長的變化率； 倒線色散率：用d/dl 表示， 相鄰兩條譜線分開程度的度量：ddnbR： 兩條相鄰譜線的平均波長；

31、：兩條譜線的波長差；b：棱鏡的底邊長度；n：棱鏡介質(zhì)資料的折射率。 分辨率與波長有關(guān)，長波的分辨率要比短波的分辨率小，棱鏡分別后的光譜屬于非均排光譜。 透射光柵，反射光柵；透射光柵，反射光柵； 光柵光譜的產(chǎn)生是多狹縫干涉與單狹縫衍射共同作用光柵光譜的產(chǎn)生是多狹縫干涉與單狹縫衍射共同作用的結(jié)果，前者決議光譜出現(xiàn)的位置，后者決議譜線強(qiáng)度的結(jié)果，前者決議光譜出現(xiàn)的位置，后者決議譜線強(qiáng)度分布；分布； ABCDE表示平面光柵的一段； 光線L在AJF處同相，到達(dá)AKI平面，光線L2M2要比光線L1M1多經(jīng)過JCK這段間隔。FEI=2JCK，其后各縫隙的光程差將以等差級數(shù)添加，3JCK 、4JCK等。 當(dāng)光線M1、M2、M3到達(dá)焦點(diǎn)時(shí)，假設(shè)他們沿平面波陣面AKI同相位，他們就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)亮堂的光源相，只需JCK是光線波長的整數(shù)倍時(shí)才干滿足條件。 假設(shè)： d =AC=CE JC+CK=d (sin+sin)=n 即光柵公式：