第九章 光学分析法概论
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第九章光学分析法概论1、光学分析法有哪些类型。
基于辐射的发射建立的发射光谱分析法、火焰光度分析法、分子发光分析法、放射分析法等;基于辐射的吸收建立的UV-V is光度法、原子吸收光度法、红外光谱法、核磁共振波谱法等;基于辐射的散射建立的比浊法、拉曼光谱法;基睛辐射的折射建立的折射法、干涉法;基于辐射的衍射建立的X-射线衍射法、电子衍射法等;基于辐射的旋转建立的偏振法、旋光法、圆二色光谱法等。
2、吸收光谱法和发射光谱法有何异同?吸收光谱法为当物质所吸收的电磁辐射能由低能态或基态跃迁至较高的能态(激发态),得到的光谱发射光谱法为物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量,变为激发态原子或分子,当从激发态过渡到低能态或基态时产生的光谱。
3、什么是分子光谱法?什么是原子光谱法?原子光谱法:是由原子外层或内层电子能级的变化产生的光谱,它的表现形式为线光谱。
属于这类分析方法的有原子发射光谱法、原子吸收光谱法,原子荧光光谱法以及X射线荧光光谱法等。
分子光谱法:是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的光谱,表现形式为带光谱。
属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法,红外光谱法,分子荧光光谱法和分子磷光光谱法等。
4、简述光学仪器三个最基本的组成部分及其作用。
辐射源(光源):提供电磁辐射。
波长选择器:将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。
检测器:将光信号转换成电信号。
5、简述常用的分光系统的组成以及各自作用特点。
分光系统的作用是将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。
分光系统又分为单色器和滤光片。
单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜以及色散元件,如棱镜或光栅等组成。
棱镜:色散作用是基于构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的折射率。
光栅:利用多狭缝干涉和单狭缝衍射两者联合作用产生光栅光谱。
干涉仪:通过干涉现象,得到明暗相间的干涉图。
滤光器是最简单的分光系统,只能分离出一个波长带或只能保证消除给定消长以上或以下的所有辐射。
光学分析法
波动性描述
真空中:λ
=c E h 粒子性描述
(能量不连续,光子的能量是最基本单元) (波长λ、频率ν,波数σ)
其中:E ——光子的能量,J 或eV
h ——普朗克常数,6.626×10-34 J ⋅s
c ——光在真空中的传播速度
1eV 表示一个电子通过电位差为1V 的电场时
所获取的能量,等于1.602×10-19 J 。
重点:光是有能量的,能量E 与光的波长λ成反比。
可见光波长范围:400~780nm
红外光波长范围:780nm ~ 1000μm
(2.5 ~ 25 μm 为中红外区)
(波数 400 ~ 4000 cm -1)
紫外光波长范围:10 ~ 400 nm (200 nm~400 nm 为近紫外区)
∆E r
▲吸光物质也可以是原子:
(基态) (激发态) (基态)
c h (发射)(激发)
4.1 光学分析法概述4.2 吸收光谱分析法4.3 发射光谱分析法 模块4 光学分析法内容总览4.2.1 吸收光谱定量基础 4.2.2 吸收光谱分析方法 4.2.3 吸收光谱法仪器 4.2.1 发射光谱分析方法
4.2.2 发射光谱仪器和定量分析
谢
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光学分析法导论光学分析法的分类光谱法:以光的波长与强度为特征信号的仪器分析方法非光谱法:以光辐射的某些性质变化特征信号的仪器分析方法吸收光谱法、发射光谱法、散射光谱法折射法、旋光法、圆二色法、比浊法、衍射法光谱法与非光谱法的区别:光谱法:内部能级发生变化原子吸收/发射光谱法:原子外层电子能级跃迁分子吸收/发射光谱法:分子外层电子能级跃迁?非光谱法:内部能级不发生变化,仅测定电磁辐射性质改变光学分析法的分类光分析法光谱分析法非光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法原子吸收光谱原子发射光谱原子荧光光谱X射线荧光光谱紫外光谱法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法光学分析法的分类光谱分析法吸收光谱法发射光谱法原子光谱法分子光谱法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红外可见核磁共振紫外可见红外可见分子荧光分子磷光核磁共振化学发光原子发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学发光光谱分析法的分类散射光谱法光谱:把测得的发射或吸收强度对电磁辐射的波长或频率作图,得到光谱。
光谱孤立的原子、离子或分子的能级是特征的;由特征光谱可做试样组分的定性分析,由发射或吸收强度可以进行定量分析。
E2E0E1E3h?i波长半宽度10-2~10-5原子吸收光谱原子发射光谱原子光谱原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的。
原子光谱是由一条条彼此分立的谱线组成的线状光谱。
原子光谱分为原子发射光谱和原子吸收光谱。
原子光谱原子光谱的波长主要分布在紫外及可见光谱区,仅少数落在近红外区。
原子光谱可以确定试样物质的元素组成和含量,但不能给出物质分子结构的信息。
属于这类分析方法的有原子发射光谱法(AES)、原子吸收光谱法(AAS),原子荧光光谱法(AFS)以及X射线荧光光谱法(XFS)等。
分子光谱分子的运动:包括价电子的运动、分子内原子相对于平衡位置的振动和分子绕其质心的转动。
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第九章光学分析法概论
1、光学分析法有哪些类型。
基于辐射的发射建立的发射光谱分析法、火焰光度分析法、分子发光分析法、放射分析法等;基于辐射的吸收建立的UV-V is光度法、原子吸收光度法、红外光谱法、核磁共振波谱法等;基于辐射的散射建立的比浊法、拉曼光谱法;基睛辐射的折射建立的折射法、干涉法;基于辐射的衍射建立的X-射线衍射法、电子衍射法等;基于辐射的旋转建立的偏振法、旋光法、圆二色光谱法等。
2、吸收光谱法和发射光谱法有何异同?
吸收光谱法为当物质所吸收的电磁辐射能由低能态或基态跃迁至较高的能态(激发态),得到的光谱发射光谱法为物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量,变为激发态原子或分子,当从激发态过渡到低能态或基态时产生的光谱。
3、什么是分子光谱法?什么是原子光谱法?
原子光谱法:是由原子外层或内层电子能级的变化产生的光谱,它的表现形式为线光谱。
属于这类分析方法的有原子发射光谱法、原子吸收光谱法,原子荧光光谱法以及X射线荧光光谱法等。
分子光谱法:是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的光谱,表现形式为带光谱。
属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法,红外光谱法,分子荧光光谱法和分子磷光光谱法等。
4、简述光学仪器三个最基本的组成部分及其作用。
辐射源(光源):提供电磁辐射。
波长选择器:将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。
检测器:将光信号转换成电信号。
5、简述常用的分光系统的组成以及各自作用特点。
分光系统的作用是将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。
分光系统又分为单色器和滤光片。
单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜以及色散元件,如棱镜或光栅等组成。
棱镜:色散作用是基于构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的折射率。
光栅:利用多狭缝干涉和单狭缝衍射两者联合作用产生光栅光谱。
干涉仪:通过干涉现象,得到明暗相间的干涉图。
滤光器是最简单的分光系统,只能分离出一个波长带或只能保证消除给定消长以上或以下的所有辐射。
6、简述常用辐射源的种类典型的光源及其应用范围。
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