原子發(fā)射光譜

1、關(guān)于原子發(fā)射光譜第一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 概述一、原子發(fā)射光譜法-AES 根據(jù)待測(cè)物質(zhì)的氣態(tài)原子或離子受激發(fā)后所發(fā)射的特征線狀光譜的波長(zhǎng)及強(qiáng)度來(lái)測(cè)定物質(zhì)的元素組成和含量的一種分析方法。 簡(jiǎn)稱發(fā)射光譜分析法。 是光譜學(xué)各個(gè)分支中最為古老的一種。第二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、發(fā)展的概況 一般認(rèn)為原子發(fā)射光譜是1860年德國(guó)學(xué)者基爾霍夫（Kirchhoff GR）和本生（Bunsen RW）首先發(fā)現(xiàn)的，他們利用分光鏡研究鹽和鹽溶液在火焰中加熱時(shí)所產(chǎn)生的特征光輻射，從而發(fā)現(xiàn)了Rb和Cs兩元素。 其實(shí)在更早時(shí)候，1826年泰爾博（Talbot）就說(shuō)明某些波

2、長(zhǎng)的光線是表征某些元素的特征。從此以后，原子發(fā)射光譜就為人們所注視。 19世紀(jì)60年代確立了光譜定性分析基礎(chǔ)，20世紀(jì)30年代建立了定量分析方法。 60年代后，各種新型光源和現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用，使原子發(fā)射光譜一次得到新的發(fā)展。第三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三 原子發(fā)射光譜法的特點(diǎn)1選擇性好（特征譜線），可同時(shí)或連續(xù)測(cè)定數(shù)種元素；2靈敏度高:10-9g/ml、 10-7g/g ，精密度較高；3分析速度快，測(cè)定元素范圍廣（70種元素）；4. 試樣用量少，可以不損壞樣品；儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單易得。5局限性（1）樣品的組成對(duì)分析結(jié)果的影響比較顯著。因此，進(jìn)行定量分析時(shí)，常常需要配制一套與試

3、樣組成相仿的標(biāo)準(zhǔn)樣品，這就限制了該分析方法的靈敏度、準(zhǔn)確度和分析速度等的提高。 (2）發(fā)射光譜法，一般只用于元素分析，而不能用來(lái)確定元素在樣品中存在的化合物狀態(tài)，更不能用來(lái)測(cè)定有機(jī)化合物的基團(tuán)；對(duì)一些非金屬，如惰性氣體、鹵素等元素幾乎無(wú)法分析。主要用于金屬元素和少數(shù)非金屬元素（磷、硅、砷、碳、硼等）的分析。第四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 原子發(fā)射光譜分析法基本原理一、線狀光譜的產(chǎn)生基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子獲得能量釋放能量發(fā)射光譜電子躍遷發(fā)射光譜的頻率可由普朗克定律計(jì)算： 由于電子的能級(jí)是量子化的，電子的躍遷又有多種形式，所以，原子發(fā)射光譜是一系列不同波長(zhǎng)的線狀光譜；不同

4、元素的原子其結(jié)構(gòu)不同，所以，某元素的原子發(fā)射光譜具有特征性。譜線波長(zhǎng)-定性；譜線強(qiáng)度-定量。二、 發(fā)射光譜的特點(diǎn)第五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月特征輻射激發(fā)態(tài)M*熱能、電能E基態(tài)元素M第六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月典型發(fā)射光譜圖第七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.共振線、第一共振線 由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時(shí)輻射的譜線稱為共振線。由第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)的譜線稱為第一共振線。1.激發(fā)電位 低能態(tài)電子被激發(fā)到高能態(tài)時(shí)所需要的能量。三、 原子發(fā)射光譜法一些常用的術(shù)語(yǔ)4.原子線、離子線 原子線() ：原子核外激發(fā)態(tài)電子躍遷回基態(tài)所發(fā)射出的譜線。 M * M

5、 (I) 離子線(,) ：離子核外激發(fā)態(tài)電子躍遷回基態(tài)所發(fā)射出的譜線。一次電離離子線M+ * M+ () ；二次電離離子線M2+* M2+ () 3.最靈敏線、最后線、分析線 第一共振線一般也是元素的最靈敏線。 當(dāng)該元素在被測(cè)物質(zhì)里降低到一定含量時(shí)，出現(xiàn)的最后一條譜線，這是最后線，也是最靈敏線。用來(lái)測(cè)量該元素的譜線稱分析線。E2E0E1E3第八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、原子發(fā)射光譜一般分析的步驟蒸發(fā)、原子化、激發(fā)。能量由激發(fā)光源提供。將產(chǎn)生的具有各種波長(zhǎng)的光輻射色散成光譜。由光譜儀的分光裝置完成。對(duì)光譜進(jìn)行檢測(cè)和分析，據(jù)測(cè)出譜線的波長(zhǎng)-定性和強(qiáng)度-定量。由觀測(cè)系統(tǒng)完成。第九

6、張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 光譜分析儀器激發(fā)光源：使待測(cè)組分蒸發(fā)、原子化、激發(fā)到激發(fā)態(tài)分光系統(tǒng)：將發(fā)射的電磁波按順序排列成光譜觀測(cè)系統(tǒng)：用來(lái)檢測(cè)譜線的位置和強(qiáng)度原子發(fā)射光譜儀器1. 直流電弧2. 交流電弧3. 高壓火花4. 電感偶合等離子體焰矩1. 棱鏡攝譜儀2. 光柵攝譜儀3. 光電直讀光譜儀光譜投影儀測(cè)微光度計(jì)主要有四類分為三種包括兩種第十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21原子發(fā)射光譜儀示意圖激發(fā)源(光源)單色器檢測(cè)器數(shù)據(jù)處理與顯示低壓交流電弧ICP平面衍射光柵攝譜儀感光板中階梯光柵交叉色散光學(xué)系統(tǒng) 全譜直讀CID電荷注入式檢測(cè)器第十一張，P

7、PT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 光源的作用: 蒸發(fā)、解離、原子化、激發(fā)、 躍遷。 光源的影響：檢出限、精密度和準(zhǔn)確度。 常用光源的類型： （一）直流電弧 （二）交流電弧 （三）電火花 （四）電感耦合等離子體(ICP) （Inductively coupled plasma）一、激發(fā)光源第十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）直流電弧1、工作原理 利用直流電作電源，使電極間隙產(chǎn)生電弧以使試樣蒸發(fā)、原子化及激發(fā)。 直流電弧工作時(shí)，陰極釋放出來(lái)的電子不斷轟擊陽(yáng)極，使其表面上出現(xiàn)一個(gè)熾熱的斑點(diǎn)。這個(gè)斑點(diǎn)稱為陽(yáng)極斑。陽(yáng)極斑的溫度較高，有利于試樣的蒸發(fā)。因此，一般均將試樣置于陽(yáng)極碳棒孔

8、穴中。在高溫下，物質(zhì)在陽(yáng)極蒸發(fā)、電離、原子化、激發(fā)、 躍遷，產(chǎn)生特有的譜線。第十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 2、電弧溫度 分為電極表面溫度和弧焰溫度：電極表面溫度與試樣的蒸發(fā)有關(guān)，而弧焰溫度則影響激發(fā)過(guò)程。 在直流電弧中，弧焰溫度取決于弧隙中氣體的電離電位，一般約4000 - 7000K，尚難以激發(fā)電離電位高的元素。電極頭的溫度較弧焰的溫度低，且與電流大小有關(guān)，一般陽(yáng)極可達(dá)3800K，陰極則在3000K以下。第十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、直流電弧的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 1）電極頭溫度高（與其它光源比較）， 蒸發(fā)能力強(qiáng)，測(cè)定的靈敏度高； 2）設(shè)備簡(jiǎn)單，不需高壓，安全

9、。缺點(diǎn): 1）放電不穩(wěn)定，分析結(jié)果重現(xiàn)性差； 2）弧較厚，自吸現(xiàn)象嚴(yán)重，故不適宜用 于高含量定量分析。 該激發(fā)光源用于礦石和難揮發(fā)試樣的定性、半定量及痕量元素的分析。第十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）交流電弧 交流電弧又分為高壓交流電弧和低壓交流電弧。高壓交流電弧的工作電壓為20004000V，電流為36A，利用高壓直接引弧，由于裝置復(fù)雜，操作危險(xiǎn)，因此實(shí)際上已很少采用。低壓交流電弧的工作電壓為110220V，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作安全，應(yīng)用較多。 低壓交流電弧發(fā)生器由高頻引弧電路（）和低壓電弧電路（）組成。220V的交流電通過(guò)變壓器T1使電壓升至3000V左右向電容器充電，當(dāng)升至

10、G的擊穿電壓時(shí)，電容器放電，產(chǎn)生高頻高壓感應(yīng)電流，擊穿G，間隙氣體電離，形成導(dǎo)電通道。高頻高壓引火線路 低頻低壓燃弧線路 第十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月高頻引弧電路的作用： 將普通的220V交流電直接連接在兩個(gè)電極間是不可能形成弧焰的。這是因?yàn)殡姌O間沒有導(dǎo)電的電子和離子，采用高頻高壓引火裝置，借助高頻高壓電流，不斷地“擊穿”電極間的氣體，造成電離，維持導(dǎo)電。 在這種情況下，低頻低壓交流電就能不斷地流過(guò)，維持電弧的燃燒。這種高頻高壓引火、低頻低壓燃弧的裝置就是普通的交流電弧。第十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 交流電弧是介于直流電弧和電火花之間的一種光源。優(yōu)點(diǎn)：

11、1）與直流相比，交流電弧的電極頭溫度稍低一些，但激發(fā)溫度較之高； 2）且由于有控制放電裝置，故電弧較穩(wěn)定，精密度較高。 這種激發(fā)光源廣泛用于金屬、合金中低含量元素的定性、定量分析。缺點(diǎn)：靈敏度較低。第十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （三）高壓電火花 高壓電火花通常使用10000V以上的高壓交流電通過(guò)間隙放電，產(chǎn)生電火花。 電源電壓經(jīng)過(guò)可調(diào)電阻R1后進(jìn)入升壓變壓器的初級(jí)線圈T，使初級(jí)線圈上產(chǎn)生10000V以上的高電壓，并向電容器C充電。當(dāng)電容器兩極間的電壓升高到分析間隙G的擊穿電壓時(shí)，儲(chǔ)存在電容器中的電能立即向分析間隙放電，產(chǎn)生電火花。第十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年

12、6月 優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性較好，由于高壓火花放電時(shí)間極短，故在這一瞬間內(nèi)通過(guò)分析間隙的電流密度很大（高達(dá)10000-50000A/cm2，因此弧焰瞬間溫度很高，可達(dá)10000K以上，故激發(fā)能量大，可激發(fā)電離電位高的元素。 缺點(diǎn)：由于電火花是以間隙方式進(jìn)行工作的，平均電流密度并不高，所以電極頭溫度較低，且弧焰半徑較小，蒸發(fā)能力較低。 這種光源主要適用于低熔點(diǎn)金屬和合金及難激發(fā)元素的高含量組分定量分析。第二十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）電感耦合高頻等離子體（Inductively coupled plasma， ICP ） 1、概念及結(jié)構(gòu) 電感耦合高頻等離子體（ICP）是本世紀(jì)60年代

13、提出，70年代獲得迅速發(fā)展的一種新型的激發(fā)光源。 等離子體是一種電離度大于0.1%的電離氣體，由電子、離子、原子和分子所組成，其正負(fù)電荷密度幾乎相等。整體呈現(xiàn)中性。 ICP光源主要由高頻發(fā)生器、等離子體炬管（三層同心石英管）、供氣系統(tǒng)和霧化系統(tǒng)等組成。第二十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在由三個(gè)同心石英管外套裝一個(gè)高頻感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈與高頻發(fā)生器連接。2、ICP原理 當(dāng)高頻發(fā)生器接通電源后，高頻電流I通過(guò)感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(橙色)。 開始時(shí)，管內(nèi)為Ar氣，不導(dǎo)電，需要用高壓電火花觸發(fā)，使氣體電離后，在高頻交流電場(chǎng)的作用下，帶電粒子高速運(yùn)動(dòng)，碰撞，形成“雪崩”式放電，產(chǎn)生等離

14、子體氣流。在垂直于磁場(chǎng)方向?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流（渦電流，蘭色），其電阻很小，電流很大(數(shù)百安)，產(chǎn)生高溫。又將氣體加熱、電離，在管口形成穩(wěn)定的等離子體焰炬。第二十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、焰區(qū)分類 火焰可分為若干區(qū)，各區(qū)的溫度不同，性狀不同，輻射也不同。（1）焰心區(qū) 感應(yīng)線圈區(qū)域內(nèi)，白色不透明的焰心，高頻電流形成的渦流區(qū)，溫度最高達(dá)10000K，電子密度高。發(fā)射很強(qiáng)的連續(xù)光譜，光譜分析應(yīng)避開這個(gè)區(qū)域。試樣氣溶膠在此區(qū)域被預(yù)熱、蒸發(fā)，又叫預(yù)熱區(qū)（2）內(nèi)焰區(qū) 在感應(yīng)圈上10-20mm左右處，淡藍(lán)色半透明的炬焰，溫度約為6000 -8000K。試樣在此原子化、激發(fā)，然后發(fā)射很強(qiáng)的原子

15、線和離子線。這是光譜分析所利用的區(qū)域，稱為測(cè)光區(qū)。測(cè)光時(shí)在感應(yīng)線圈上的高度稱為觀測(cè)高度。（3）尾焰區(qū) 在內(nèi)焰區(qū)上方，無(wú)色透明，溫度低于6000K，只能發(fā)射激發(fā)電位較低的譜線。 。第二十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、ICP特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）激發(fā)溫度高。（2）靈敏度高，檢出限低，；（3）穩(wěn)定性好，精密度、準(zhǔn)確度高；（4）自吸效應(yīng)、基體效應(yīng)小，光譜背景小，標(biāo)準(zhǔn) 曲線線性范圍寬；局限性： 對(duì)非金屬測(cè)定靈敏度低，一般只能測(cè)定液體，儀器價(jià)格昂貴，維持費(fèi)用較高。 ICP光源是一種具有優(yōu)異性能、應(yīng)用廣泛的新型激發(fā)光源。 70多種無(wú)機(jī)元素的定性、定量分析。環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)、海洋化學(xué)、材料化學(xué)。

16、第二十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原子發(fā)射光譜法四種光源的性能比較激發(fā)光源蒸發(fā)溫度激發(fā)溫度/K特點(diǎn)應(yīng)用范圍直流電弧高40007000重現(xiàn)性差，靈敏度高，背景小，自吸嚴(yán)重。以原子線為主。礦石和難揮發(fā)試樣的定性、半定量及痕量元素的分析。交流電弧中40008000穩(wěn)定性較好，靈敏度低，離子線較直流電弧多。用于金屬、合金中低含量元素的定量分析。高壓火花低10000（瞬間）穩(wěn)定性好，蒸發(fā)能力差，靈敏度低，背景大，以離子線為主。低熔點(diǎn)金屬與合金（難激發(fā)元素）的高含量組分定量分析等離子體焰矩很高60008000穩(wěn)定性很好，精密度高，靈敏度高，自吸小，背景小。金屬元素的定性定量分析。第二十五張

17、，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、分光系統(tǒng)-光譜儀 光譜儀的作用是將光源發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光色散成按順序排列的光譜或單色光，并且進(jìn)行記錄和檢測(cè)。 光譜儀基本上是由四部分組成：照明系統(tǒng)，準(zhǔn)光系統(tǒng)，色散系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)。 按使用色散元件的不同：棱鏡光譜儀，光柵光譜儀 按光譜記錄與測(cè)定方法不同：攝譜儀，光電直讀儀。 常用光譜儀：棱鏡攝譜儀，光柵攝譜儀，光電直讀光譜儀。第二十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）棱鏡攝譜儀棱鏡攝譜儀照明系統(tǒng)準(zhǔn)光系統(tǒng)色散系統(tǒng)記錄系統(tǒng)包括光源和透鏡 使待測(cè)物質(zhì)在電極上被激發(fā)而產(chǎn)生的光均勻有效地通過(guò)狹縫。包括狹縫和準(zhǔn)光鏡 把通過(guò)狹縫的光經(jīng)準(zhǔn)光鏡成為平行光束

18、。由一個(gè)或多個(gè)棱鏡組成 把不同波長(zhǎng)的光色散成按波長(zhǎng)順序排列的光譜。包括暗箱物鏡和感光板 用照相法將光譜記錄下來(lái)。第二十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1）色散率 是把不同波長(zhǎng)的光分散開的能力?？梢杂镁€色散率或角色散率表示。 倒線色散率：譜片上每 1mm 間距內(nèi)相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)數(shù)，單位為 nm/mm。線色散率：是指波長(zhǎng)相差 d 的兩條譜線在焦面上被分開的距離 dl 的大小。與角色散率、投影物鏡焦距及焦面與光軸的夾角有關(guān)。1、棱鏡的特性指標(biāo) 色散率、分辨率、聚光本領(lǐng)角色散率：是指兩條波長(zhǎng)相差 d 的光線被分開的角度 d 的大小。棱鏡的角色散率與棱鏡頂角的大小、棱鏡材料、棱鏡的個(gè)數(shù)以及光的波

19、長(zhǎng)有關(guān)。f：物鏡焦距；焦面與光軸的夾角。第二十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）分辨率 是指光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)能夠正確分辨出相鄰兩條譜線的能力，分辨率 R 可用兩條可以分辨開的光譜線波長(zhǎng)的平均值 與其波長(zhǎng)差 的比值來(lái)表示。分辨率的大小與棱鏡的形狀、棱鏡的材料、光的波長(zhǎng)、譜線寬度、狹縫寬度以及感光板性能等有關(guān)。3）集光本領(lǐng) 是指攝譜儀的光學(xué)系統(tǒng)傳遞輻射的能力。第二十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、感光板的感光作用 攝譜儀的記錄系統(tǒng)包括暗箱物鏡和感光板。攝譜的原理與照相的原理相似。感光板的感光層（由乳劑構(gòu)成）中均勻地分布著溴化銀的微小顆粒，將感光板置于攝譜儀的焦面上，受

20、到光源的照射而暴光，溴化銀分解為溴原子和銀原子而構(gòu)成潛影中心。經(jīng)顯影和定影后即形成光譜線的影像。影像的黑度與光的強(qiáng)度有關(guān)。1）黑度S 感光板上譜線變黑的程度稱為黑度。黑度與接受光的強(qiáng)度有關(guān)，即與被測(cè)組分含量有關(guān)。透光度為：黑度的定義式：相當(dāng)于吸光度A第三十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）乳劑特性曲線bclgHlgHiABCDS0S圖7-8 乳劑特性曲線 若以黑度s為縱坐標(biāo)，曝光量H的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，得到的實(shí)際的乳劑特征曲線。部分稱為曝光過(guò)度部分，斜率逐漸減小。BC部分稱為曝光正常部分，斜率恒定，黑度隨曝光量的變化按比例增加。此時(shí)，S和lgH的關(guān)系為： lgHi稱為感光板乳劑的惰延量

21、。Hi的倒數(shù)是感光板乳劑的靈敏度。Hi越大，感光板乳劑越不靈敏。bc稱為感光板乳劑的展度，在一定程度上，它決定了感光板適用的定量分析含量范圍的大小。 是乳劑特性曲線直線部分的斜率，稱為感光板乳劑的反襯度。反襯度 表示曝光量改變時(shí)，黑度變化的快慢。 大，易感光，對(duì)微量成分的檢測(cè)有利； 小，感光慢，黑度均勻，對(duì)定量分析有利。 該曲線分為三部分，AB部分稱為曝光不足部分，斜率逐漸增大，即黑度隨曝光量增大而緩慢增大。 CD第三十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）光柵攝譜儀 光柵攝譜儀與棱鏡攝譜儀的不同之處在于色散系統(tǒng)的是以光柵代替棱鏡作為色散元件。 優(yōu)點(diǎn)： 1、適用波長(zhǎng)范圍廣（可用于幾

22、納米至幾百納米的整個(gè)光學(xué)區(qū)域）； 2、線色散率和分辨率高； 3、色散率與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。第三十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1）色散率 是把不同波長(zhǎng)的光色散開的能力?？梢杂镁€色散率或倒線色散率表示。 線色散率dl / d (mm/nm )：是指具有單位波長(zhǎng)差的兩條譜線在焦面上分開的距離。1、光柵的光學(xué)特性 色散率、分辨率 K:光譜級(jí)次（0,1, 2,.)；d:光柵常數(shù)（mm），相鄰兩刻痕的距離，即為光柵刻痕密度b mm-1的倒數(shù)；f：物鏡焦距；衍射角。 多數(shù)情況下衍射角小于8,cos =1。第三十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月倒線色散率d/dl ，實(shí)際工作中，光柵色

23、散率習(xí)慣用倒線色散率表示，單位為 nm/mm。 由此可知：1）倒線色散率越小，線色散率越大，即光柵常數(shù)d越小，光譜級(jí)次K越大，物鏡焦距f越大，線色散率越大。2）線色散率與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此，光柵光譜為均勻色散光譜。第三十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）光柵的理論分辨率R K光譜級(jí)數(shù)，N光柵刻痕總數(shù)，b-光柵刻痕密度mm-1, l-光柵寬度mm?？梢?，增大K、N或l、b可以增大光柵理論分辨率。另外，減少入射狹縫寬度，使譜寬度變窄，可提高實(shí)際分辨率。 例：對(duì)一塊寬度為50mm，刻線數(shù)為600條/mm的光柵，它的一級(jí)光柵的分辯能力為多少？ 解：R=150600=3104 此時(shí)，在6000

24、埃附近的兩條譜線的距離為多少？ 解：=/R =6000/30000=0.2 埃第三十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）光電直讀光譜儀 光電直讀光譜儀是利用光電測(cè)量方法直接測(cè)定譜線強(qiáng)度（代替感光板）的光譜儀。主要優(yōu)點(diǎn)是分析速度快，準(zhǔn)確度優(yōu)于攝譜法，可與計(jì)算機(jī)聯(lián)用。 光電直讀光譜儀分為1）多道直讀光譜儀，2）單道掃描光譜儀，3）全譜直讀光譜儀三種。前兩種儀器采用光電倍增管作為檢測(cè)器，后一種采用固體檢測(cè)器。第三十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月多道直讀光譜儀第三十九張，PP

25、T共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單道掃描光譜儀第四十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月全譜直讀光譜儀第四十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、觀測(cè)系統(tǒng)1.光譜投影儀 用于定性分析中進(jìn)行觀察譜片。 2. 測(cè)微光度計(jì)（黑度計(jì)） 用于定量分析中測(cè)量感光板上譜線的黑度。第四十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月現(xiàn)代直讀ICP-AES儀器IRIS Intrepid全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)是美國(guó)熱電公司生產(chǎn)的原子光譜分析儀器，該儀器采用CID檢測(cè)器和設(shè)計(jì)獨(dú)特

26、的光學(xué)系統(tǒng)，具有高分辨率、高靈敏度，可同時(shí)測(cè)定元素周期表中的73種元素，每個(gè)元素波長(zhǎng)可任意選擇，最大限度地減少了元素之間的相互干擾。適用于金屬、環(huán)境、地球化學(xué)等領(lǐng)域?qū)υ?0.00X %X %)的高精度分析。第四十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 原子發(fā)射光譜分析方法一、光譜定性分析（一）元素的分析線由于各種元素的原子結(jié)構(gòu)不同，在光源的激發(fā)作用下，試樣中每種元素都發(fā)射自己的特征光譜。通過(guò)檢測(cè)特征光譜線存在否，確證某元素可否存在。光譜定性分析一般多采用攝譜法。試樣中所含元素只要達(dá)到一定的含量，都可以有譜線攝譜在感光板上。攝譜法操作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，快速。它是目前進(jìn)行元素定性檢出的

27、最好方法。一般利用23根原子線、離子線的第一共振線、最靈敏線、最后線作為分析線進(jìn)行定性分析。第四十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）光譜定性分析方法A標(biāo)準(zhǔn)樣品與試樣光譜比較法用標(biāo)準(zhǔn)樣品與試樣在相同的條件下攝譜比較標(biāo)準(zhǔn)樣品與試樣所出現(xiàn)的特征譜線若試樣光譜中出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)樣品所含元素的23條特征譜線，就可以證實(shí)試樣中含有該元素否則不含有該元素適合于試樣中指定組分的定性鑒定。第四十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月上標(biāo)：譜線的強(qiáng)度級(jí)（110級(jí)）下標(biāo)：原子線()與離子線( +、 2+、 3+ )底標(biāo)：波長(zhǎng)十位后尾數(shù)，12.32712.3埃、47.3 2747.3埃B.標(biāo)準(zhǔn)鐵光譜圖比

28、較法標(biāo)準(zhǔn)鐵光譜圖以鐵光譜作為波長(zhǎng)標(biāo)尺標(biāo)有65種元素的480條特征譜線第四十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月標(biāo)準(zhǔn)鐵光譜比較法操作：在攝制試樣光譜的同時(shí)，在感光板上攝制12條鐵光譜在8W-光譜投影儀上將感光板上光譜放大20倍以鐵光譜作為波長(zhǎng)標(biāo)尺，使感光板上的鐵光譜與標(biāo)準(zhǔn)鐵光譜上的鐵光譜對(duì)齊且平行找出標(biāo)準(zhǔn)鐵光譜上所標(biāo)有各元素的特征譜線在試樣光譜中是否出現(xiàn)若某元素的23條特征譜線出現(xiàn)，該元素就存在再根據(jù)所出現(xiàn)的譜線相對(duì)強(qiáng)度級(jí)，估計(jì)相對(duì)含量適合復(fù)雜組分及全分析第四十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月將試樣與已知不同含量的系列標(biāo)準(zhǔn)樣品在

29、一定條件下攝譜于同一光譜感光板上在映譜儀上用目視法直接比較被測(cè)試樣與標(biāo)樣光譜中分析線黑度根據(jù)黑度，估計(jì)欲測(cè)元素的近似含量1.譜線強(qiáng)度（黑度）比較法二. 原子發(fā)射光譜攝譜法的半定量分析標(biāo)樣-1：0.001%標(biāo)樣-2：0.003%標(biāo)樣-3：0.01%標(biāo)樣-4：0.03%標(biāo)樣-5：0.1%未知樣-1未知樣-22.譜線呈現(xiàn)法85 譜線呈現(xiàn)表：元素譜線出現(xiàn)與含量關(guān)系表地質(zhì)普查礦物品位地質(zhì)勘探第五十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、光譜定量分析（一）譜線強(qiáng)度與被測(cè)元素濃度之間的關(guān)系 a 為常數(shù)，與試樣的蒸發(fā)、激發(fā)過(guò)程及試樣的組成等有關(guān)；b 為自吸系數(shù)，取決于譜線的自吸收程度。絕對(duì)強(qiáng)度法。譜線

30、的自吸現(xiàn)象：當(dāng)光源的中心輻射出的光經(jīng)過(guò)蒸氣云時(shí)被周圍能量較低的蒸氣原子所吸收，而使譜線中心強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象稱為譜線的自吸收現(xiàn)象。當(dāng)自吸收很嚴(yán)重時(shí)，譜線中心的輻射完全被吸收，稱為自蝕。 譜線自吸收程度與譜線強(qiáng)度和蒸氣云半徑有關(guān)，譜線愈強(qiáng)，蒸氣云半徑愈大自吸收愈嚴(yán)重。當(dāng)被測(cè)元素含量很低時(shí)，無(wú)譜線的自吸收， b = 1；當(dāng)有自吸收時(shí)， b1 ，此時(shí)，lgI與lgc 不呈線性關(guān)系，自吸影響譜線強(qiáng)度及形狀。定量分析的基本關(guān)系式（羅馬金公式）第五十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）內(nèi)標(biāo)法 a值受試樣組成、形態(tài)及放電條件等的影響，在實(shí)驗(yàn)中很難保持為常數(shù)，故通常不采用譜線的絕對(duì)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行光譜定量分析，而是采用“內(nèi)標(biāo)法”。內(nèi)標(biāo)法是通過(guò)測(cè)量譜線相對(duì)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行定量分析的方法。采用內(nèi)標(biāo)法可以減小前述因素對(duì)譜線強(qiáng)度的影響，提高光譜定量分析的準(zhǔn)確度。具體做法：選擇一種元素的一條特征譜線-稱為：內(nèi)標(biāo)線可以是人為加入特定含量的元素，也可以是試樣中的基體成份-稱為：內(nèi)標(biāo)元素以分析線與內(nèi)標(biāo)線強(qiáng)度比進(jìn)行定量分析-稱為：內(nèi)標(biāo)法所選用的分析線與內(nèi)標(biāo)線的組合稱為分析線對(duì)。第五十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月、內(nèi)標(biāo)法原理 在樣品中加入一定量的另一種元素作為內(nèi)標(biāo)元素，選擇分析線對(duì)（分析線和內(nèi)標(biāo)線），測(cè)定分析線對(duì)的相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。 對(duì)于分析線有： 對(duì)于內(nèi)標(biāo)線有：分析線對(duì)的相對(duì)強(qiáng)度為