2光学分析法导论

第2章光学分析法导论光学分析法是一种常用的分析方法，广泛应用于材料科学、化学、生物、医学等领域。

在分析过程中，通过光的吸收、散射、反射等性质来获得样品的信息。

本章将介绍光学分析法的基本原理和常见的应用。

1.光学分析法原理光学分析法是利用光与物质相互作用来获得样品信息的方法。

其中最基本的原理是光的吸收、散射和发射。

当光通过物质时，会与物质的分子或原子发生相互作用，导致光的振动矢量和频率发生改变。

通过测量光的吸收、散射或发射，可以得到物质的各种信息。

2.光的吸收法光的吸收法是通过测量物质对特定波长光的吸收来确定样品中其中一种物质的含量。

该方法常用于分析有机化合物和无机物中的金属离子含量。

测量方法包括光度法、比色法、比较法等。

其中最常见的是光度法，即通过测量光的强度来确定样品中物质的含量。

在实际应用中，可以根据吸收光谱图来确定样品中各种物质的含量和种类。

3.光的发射法光的发射法是通过测量样品发光的强度来确定样品的成分和性质。

发射光谱的特点是样品发射出符合波长的光，通常用于分析无机化合物中的金属元素。

常用的方法包括原子发射光谱法和荧光光谱法。

其中原子发射光谱法是在样品被激发时，各种金属元素自发射出特定波长的光，通过测量光的强度来确定金属元素的含量。

荧光光谱法则是通过将样品激发到荧光状态，然后测量样品散射出的荧光光强度来确定样品的成分和性质。

4.光的散射法光的散射法是通过测量光的散射强度来确定样品的成分和性质。

散射光谱的特点是样品散射出具有不同波长的光，通常用于分析颗粒物质的大小、浓度和形状等。

常用的方法包括拉曼光谱法和动态光散射法。

拉曼光谱法是通过测量样品散射光中与入射光具有不同频率和振幅的拉曼散射光来确定样品的成分。

动态光散射法则是通过测量样品散射光的强度和角度分布来估算样品颗粒的大小和浓度。

5.光学分析法的应用光学分析法在各个领域都有广泛的应用。

在材料科学中，可以通过测量光的吸收、发射和散射来研究材料的光学性质、结构和相变等。

第二章光学分析法导论1. 已知1电子伏特=1. 602×10-19J，试计算下列辐射波长的频率（以兆赫为单位），波数（以cm-1为单位）及每个光子的能量（以电子伏特为单位）：（1）波长为900pm的单色X射线；（2）589.0nm的钠D线；（3）12.6µm的红外吸收峰；（4）波长为200cm的微波辐射。

解：已知1eV=1.602×10-19J, h=6.626×10-34J·s, c=3.0×108m·s-1①λ=900pm的X射线Hz，即3.333×1011MHzcm-1J用eV表示，则eV②589.0nm的钠D线Hz，即5.093×108MHzcm-1J用eV表示，则eV③12.6µm的红外吸收峰Hz，即2.381×107MHzcm-1J用eV表示，则eV④波长为200cm的微波辐射Hz，即1.50×102MHzcm-1J用eV表示，则eV2. 一个体系包含三个能级，如果这三个能级的统计权重相同，体系在300K温度下达到平衡时，试计算在各能级上的相对分布（N i/N）．能级的相对能量如下。

（1） 0eV，0.001eV，0.02eV；（2） 0eV，0.01eV，0.2eV;（3） 0eV，0.1eV, 2eV。

解：已知T=300K, k=1.380×10-23J·K-1=8.614×10-5eV·K-1,kT=8.614×10-5×300=0.0258eV①E0=0eV, E1=0.001eV, E2=0.02eV②E0=0eV, E1=0.01eV, E2=0.2eV③E0=0eV, E1=01eV, E2=2eV3. 简述下列术语的含义电磁辐射电磁波谱发射光谱吸收光谱荧光光谱原子光谱分子光谱自发发射受激发射受激吸收电致发光光致发光化学发光热发光电磁辐射――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性．电磁波谱――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了波长或能量的无限范围．发射光谱――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱．吸收光谱――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱．荧光光谱――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射跃迁的形式过渡到基态，或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。