第五章光學(xué)分析法導(dǎo)論

第五章光學(xué)分析法導(dǎo)論

一、電磁輻射和電磁波譜

1．電磁輻射（電磁波，光）：以巨大速度通過空間、不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的一種能量形式，它是檢測物質(zhì)內(nèi)在微觀信息的最佳信使。2．電磁輻射的性質(zhì)：具有波、粒二像性；其能量交換一般為單光子形式，且必須滿足量子躍遷能量公式：

3．電磁波譜：電磁輻射按波長順序排列。莫斯鮑爾光譜法:-射線吸收X-射線吸收光譜法:X-熒光光譜法:原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、紫外-可見吸收光譜、分子發(fā)光光譜近,中紅外光譜區(qū):核磁共振波譜法:二、光學(xué)分析法及其分類

光學(xué)分析法可分為：光譜法和非光譜法兩大類。光譜法:是基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，測量由物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化的能級之間的躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻射的波長和強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。

非光譜法:利用物質(zhì)與電磁輻射的相互作用測定電磁輻射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性質(zhì)變化的分析方法。分類：屬于這類分析方法的有折射法、偏振法、光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圓二色性法等。

光譜法分類:按產(chǎn)生光譜的物質(zhì)類型分：原子光譜，分子光譜和固體光譜按產(chǎn)生的光譜的方式分：吸收光譜法,發(fā)射光譜法和散射光譜按光譜的性質(zhì)和形狀分：線狀光譜，帶狀光譜和連續(xù)光譜1.原子光譜（線狀光譜）：吸收光譜法,發(fā)射光譜法原子發(fā)射光譜法（AES）、原子吸收光譜法（AAS），原子熒光光譜法（AFS）以及X射線熒光光譜法（XFS）E2E0E1E3原子發(fā)射光譜原子吸收光譜波長半寬度10-2~10-52.分子光譜（帶光譜）：吸收光譜法,發(fā)射光譜法如：紫外-可見分光光度法（UV-Vis），紅外光譜法（IR），分子熒光光譜法（MFS）和分子磷光光譜法（MPS）等波長/nmI波長/nmA(T)半寬度20~100nm半寬度20~100nm分子發(fā)射光譜分子吸收光譜3.Raman散射

頻率為0的單色光照射到透明物質(zhì)上，物質(zhì)分子會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)分子發(fā)生能量交換的，即不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為Raman散射。這種散射光的頻率（νm）與入射光的頻率不同，稱為Raman位移。Raman位移的大小與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的能級有關(guān)，利用Raman位移研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法稱為Raman光譜法。

三.

光譜法儀器

用來研究吸收、發(fā)射電磁輻射的強(qiáng)度和波長的關(guān)系的儀器叫做光譜儀或分光光度計(jì)。這一類儀器一般包括五個(gè)基本單元：光源、單色器、樣品容器、檢測器和讀出器件。

發(fā)射光譜儀光源樣品單色器檢測器讀出器件ab原子吸收光譜儀光源單色器樣品檢測器讀出器件原子化器單色器光電倍增管樣品空心陰極燈讀出器件分子吸收光譜儀熒光光譜儀光源第一單色器樣品第二單色器檢測器記錄放大系統(tǒng)(一)光源：連續(xù)光源和線光源連續(xù)光源用于分子吸收光譜法；線光源用于熒光、原子吸收和Raman光譜法。1.連續(xù)光源：紫外光源，可見光源，紅外光源（1）紫外光源：采用氫燈或氘燈。160-375nm

（2）可見光源：鎢絲燈：波長范圍為320-2500nm。氙燈；波長范圍為250-700nm。（3）紅外光源：常用的有奈斯特?zé)簟⒐杼及簟?二)單色器單色器的主要作用是將復(fù)合光分解成單色光或有一定寬度的譜帶。單色器由入射狹縫和出射狹縫、準(zhǔn)直鏡以及色散元件，如棱鏡或光柵等組成。(三)吸收池

紫外光區(qū)，采用石英材料；可見光區(qū)，則用硅酸鹽玻璃；紅外光區(qū)，則可根據(jù)不同的波長范圍選用不同材料的晶體制成吸收池的窗口。(四)檢測器檢測器可分為兩類，一類對光子有響應(yīng)的光檢測器，另一類為對熱產(chǎn)生響應(yīng)的熱檢測器。光檢測器有硒光電池、光電管、光電倍增管、半導(dǎo)體等。熱檢測器是吸收輻射并