儀器課件光學(xué)分析法導(dǎo)論

目錄 M+能 M+ 光學(xué)分析法（光譜分析法）是建立在物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或電磁輻射與物質(zhì)相互作用基礎(chǔ)上的各種根據(jù)物質(zhì)吸收或者發(fā)射電磁輻射的不同就可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)?定性、定量分析?？?光學(xué)分析法主要是 §2- 電磁輻射是以巨大速度通過空間，不需要 1680年，牛頓主張光是象經(jīng)典力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)那樣的粒子流，光之所以有不同顏色是因?yàn)榱Ｗ? 1690年，惠更斯則提出了另一種看法：認(rèn)為光是由光源在其周圍介質(zhì)里引起彈性振動(dòng)而形成的波，光之所以有不同顏色是

一種電磁波，于是光的波動(dòng)學(xué)說更戰(zhàn)勝了粒子學(xué)說，在相當(dāng)長(zhǎng) 子學(xué)說解釋光電效應(yīng)得到成功，并進(jìn)一步被其它實(shí)驗(yàn)證實(shí)，迫使人們?cè)诔姓J(rèn)光是波的同時(shí)又承認(rèn)光是由一定能量和動(dòng)量的粒子（光子）所組成。光具有波動(dòng)和微粒的雙重性質(zhì)就稱為光的波粒二象性，其波粒二象性可以被波動(dòng)EH 波數(shù)σ-每厘米內(nèi)波的數(shù)目；cm-1，σ=1/λ傳播速度v-v =

==c=nlc=2.99792458×108m?s-單位：eV或J（1eV=1.602×10-19J，1J=

=

==h=6.626·10-34Je=hne=hn=hc=普朗克公式把光的粒子性與波動(dòng)性統(tǒng)?起來，不 位cm-1解 E=Js×2.998×101cms-=3.75×10-191J=6.241×1018eVE=3.75×10-19J×6.241×1018eVJ-1=2.34ν=c/λ=2.998×1010cms-1/530×10-7σ=1/λ=1/530×10-7cm=1.89×104cm- 則γc/λ=3.0×108/0.9×10-93.3×1017s-σ=1/λ=1/0.9×10-7=1.1×107cm- 1010-2 10 102 104 0.1 103 105 1010-2 10 102 104 0.1 103 105 從上到下，波?，光量子的頻率和能 譜 譜高能輻射區(qū)：λ＜10nm，ε＞102光學(xué)光譜區(qū)：10nmλ102eV＞ε＞10-4 區(qū)：λ＞1mm，ε＜10-4 ?.

通過測(cè)量分子或原子的特征發(fā)射光譜來研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)M2-2-2. DE=hn=hlM2-2-3.頻率為ν0的單色光照射透明物質(zhì)，化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為移.Raman位移的大小與分子的振動(dòng)

TheNobelPrizeinPhysics1930“forhisworkonthescatteringoflightandforthediscoveryoftheeffectnamedafterhim”彈性碰撞,方向改變,l不變,1 解釋為什么晴朗的天空是藍(lán)色

§2- 光學(xué)光譜儀基本上均由五部分組成，即：光源（輻射源）、單色器、樣品池、檢測(cè)器和 2-3-1. 2-3-2.單色器（分光系統(tǒng) 準(zhǔn)鏡 1

照準(zhǔn)色投明直散影系系系系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)透鏡組KS得到均勻照明，即在S作用：把狹縫S入射的光線轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄馐蛊涞竭_(dá)分O2F的不同Dldl2．分辨率2．分辨率R值越大，分辨能力越強(qiáng)，一般光譜儀的分辨率在5000~60000之間。例：光譜儀在300.0nm附近的R是50000，波長(zhǎng)差為多少的譜 =300/50000=0.006nm 分辨率是光譜儀的一個(gè)綜合指標(biāo)，一方面與光譜儀的線色散率有一定關(guān)系，另一方面又與線色散率存在本質(zhì)區(qū)別。集光本領(lǐng)定義：光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)傳遞輻射的能力。L=E/Bf

dq

dnξ因此，增加角色散率dq/dl的方式有三：

=

2mfsinDl

也與波長(zhǎng)有關(guān)，一般λ，Dl。即相

f：物鏡焦距ξR理

=

dndλL=E=ptsine(d

光柵光譜的產(chǎn)生是多縫干涉和單縫衍射二者聯(lián)合作用的結(jié)果。多縫干涉決定光譜線的空間位置，單縫光程差CD；D=CD-CD=dAB=dsind(sina-sinb)=Kl（K=0，±1，22121 )=)=d(sina+sind(sind(sina–sin)= 光譜級(jí)次（K≠0），衍射角隨波長(zhǎng)的增大而增大，即產(chǎn)生光柵光譜存在譜級(jí)重疊。在應(yīng)用光柵攝譜儀時(shí)常利用感光板的光譜靈敏度不同進(jìn)行譜級(jí)分離，也可采用濾光片或（3）K=0時(shí)，β=-α，即衍射角等于入射角，且二者分居 由光柵方程d(sinαsinβKλ對(duì)λ求導(dǎo)得到，在一定dldcos ddl dcos =dl=dcosb?D=意義：焦面上每mm距離內(nèi)所容納的波長(zhǎng)數(shù)，也稱作強(qiáng)度定向光柵，特點(diǎn)是在閃耀波長(zhǎng)處將集中~80%的入射光的輻射能，而在此波長(zhǎng)的2/3及3/2處，光強(qiáng)閃耀光柵技術(shù)的核心是控制刻痕形狀和光柵刻劃角，這里的光柵刻劃角是指光柵刻槽的反射面與i，也稱作光柵閃耀角，用γ閃表 KλKλ閃2dsin )l ·560= 2+l ·560= 2-1.R理KN

=o

sin =1 l=1·570.0=1+ 長(zhǎng)波極限：1 l=1·570.0=1140.0nm1-0.5 D=

=

·106

=0.8nm/ 度低（8~900條/mm）、刻槽深度大（微米級(jí)）。它與其高度的幾倍，階梯之間的距離是欲色散波長(zhǎng)的10～儀。具有色散率高、緊湊、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。（五）（五）3.狹縫寬度的選擇原則