1、 儀器分析xie1第十章 光譜分析法概論第二章 光譜分析法概論 儀器分析xie2第十章 光譜分析法概論含義： 根據物質發射電磁輻射，或物質對輻射的吸收等相互作用，建立物質的濃度、結構或某種性質與上述光學性質的關聯，并借以對物質作定性或定量的測定，這一類分析方法統稱為光譜分析法。 光學分析的三個主要過程： 能源提供能量； 能量與被測物質相互作用； 產生被檢測訊號。 儀器分析xie3第十章 光譜分析法概論射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可 見 光第一節 電磁輻射與電磁波譜 光是一種電磁輻射（

2、又稱電磁波），是一種以巨大速度通過空間而不需要任何物質作為傳播媒介的量子流，它具有波粒二項性。 儀器分析xie4第十章 光譜分析法概論光的波粒二象性 E光的折射光的衍射光的偏振光的干涉光電效應hchE吸收發射熱輻射光壓現象光的化學作用 粒子性波動性cc1 儀器分析xie5第十章 光譜分析法概論電磁輻射和物質相互作用 由于光子具有不同的能量，故可分為不同的譜帶。 儀器分析xie6第十章 光譜分析法概論電磁輻射與物質的相互作用 當輻射通過物質時，電磁輻射的交變電場導致分子（或原子）外層電子相對其核的振蕩，造成分子（或原子）周期性的極化。 如果入射的電磁輻射能量正好與分子（或原子）的基態與激發態能量

3、差相等，分子（或原子）就會選擇性的吸收此能量，從基態躍遷至激發態； 處于激發態的分子（或原子）通常以熱的形式釋放能量，回到基態。 儀器分析xie7第十章 光譜分析法概論常見的電磁輻射與物質作用的術語 吸收：是原子、分子或離子吸收光子的能量(等于基態和激發態能量之差)，從基態躍遷至激發態的過程。發射：是物質從激發態躍遷回至基態，并以光的形式釋放出能量的過程。散射：光通過介質時會發生散射。散射中多數是光子與介質分子之間發生彈性碰撞所致，碰撞時沒有能量變換，光頻率不變，但光子的運動方向改變。 儀器分析xie8第十章 光譜分析法概論常見的電磁輻射與物質作用的術語 拉曼散射：是光子與介質分子之間發生了非

4、彈性碰撞，碰撞時光子不僅改變了運動方向，而且還有能量的交換，光頻率發生變化。折射和反射：當光從介質1照射到介質2的界面時，一部分光在界面上改變方向返回介質1，稱為光的反射；另一部分光則改變方向，以一定的折射角度進入介質2，此現象稱為光的折射。 儀器分析xie9第十章 光譜分析法概論常見的電磁輻射與物質作用的術語 干涉和衍射：在一定條件下光波會相互作用，當其疊加時，將產生一個其強度視各波的相位而定的加強或減弱的合成波，稱為干涉。當兩個波長的相位差180 ? r 時，發生最大相消干涉。當兩個波同相位時，則發生最大相長干涉。光波繞過障礙物或通過狹縫時，以約180 ? r的角度向外輻射, 波前進的方向

5、發生彎曲,此現象稱為衍射。 儀器分析xie10第十章 光譜分析法概論第二節 光學分析法的分類 儀器分析xie11第十章 光譜分析法概論光譜法與非光譜法 當物質與輻射能相互作用時，物質內部發生能級躍遷，記錄由能級躍遷所產生的輻射能強度隨波長（或相應單位）的變化，所得的圖譜稱為光譜。 利用物質的光譜進行定性定量和結構分析的方法稱為光譜分析法（spectroscopic analysis），簡稱光譜法。 光譜法的基本類型：吸收光譜法、發射光譜法和散射光譜法。 儀器分析xie12第十章 光譜分析法概論光譜法與非光譜法 非光譜法 不以光的波長為特征訊號，僅通過測量電磁輻射的某些基本性質（反射、折射、干涉

6、、衍射和偏振）的變化的分析方法。主要有折射法、旋光法、濁度法和X射線衍射法等。 儀器分析xie13第十章 光譜分析法概論原子光譜法與分子光譜法 原子光譜法是以測量氣態原子或離子外層電子能級躍遷所產生的原子光譜為基礎的成分分析法。主要有原子吸收光譜法。 分子光譜是以測量液態分子或離子外層電子能級躍遷（同時包括各原子的振動、轉動）所產生的分子光譜為基礎的成分分析法。主要有紫外-可見光光譜、紅外光譜、電子自旋共振波譜法等。 儀器分析xie14第十章 光譜分析法概論吸收光譜法與發射光譜法 吸收光譜是物質吸收相應的輻射能而產生的光譜。 產生光譜的必要條件： 所提供的輻射能恰好滿足該吸收物質兩能級間躍遷所

7、需的能量。 常見的吸收光譜法有： 射線光譜法、X射線吸收光譜法、原子吸收光譜法、紫外可見吸收光譜法、紅外吸收光譜法、電子自旋共振波譜法、核磁共振波譜法等。 儀器分析xie15第十章 光譜分析法概論吸收光譜法與發射光譜法 發射光譜是構成物質的原子、離子或分子受到輻射能、熱能、電能或化學能的激發而產生的光譜。 常見的發射光譜法有：原子發射光譜法、原子熒光光譜法、分子熒光光譜法和磷光光譜法等。 儀器分析xie16第十章 光譜分析法概論光分析法光譜分析法非光譜分析法原子光譜分析法原子光譜分析法分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發射射光光譜譜原原子子熒熒光光光光譜譜X射射線線熒熒光光光光譜譜折折射射法法圓圓二二色