光谱法仪器与光学器件
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光谱分析仪器的组成部件光谱分析仪器光谱分析仪器是测量发光体的辐射光谱,常见的发射,吸收,荧光货散射的光谱分析,虽然仪器构造不同,但是组成的光谱仪大致相同的。
由五个部件组成:辐射源,单色器,试样的容器,检测器和信号处理器(读出装置)各类仪器的裣测器和信号处理器两个部分基本相同。
发射光谱法不需外加辐射源,因样品本身就是发射体,样品的容器就是电弧、火花或火焰。
吸收、荧光和散射光谱法都需辐射能源。
吸收光谱的光源辐射经波长选择器后通过样品,光源、样品和检测器都处于一条直线上;而对于荧光或敢射辑射,通常检测器的位置与光源具有一定的角度(90°)。
根据波长区域的不同,对各种部件的功能和性能总的要求大体类似,但是具体的要求又有所区别。
下面对这些部件分别进行介绍:一、辐射源光谱分析中,光源必须具有足够的功率并且要求稳定。
一般连续光源主要用于分子吸收法,线光源用于荧光、原子吸收和拉曼散射法。
1.紫外、可见和近红外辐射的连续光源(1)紫外连续光源。
紫外区的连续光源可在低气压下用电能激发氢或氘而获得,例如髙压氢灯,低压氢灯。
(2)可见连续光源。
例如钨灯,氙弧灯。
(3)红外连续光源。
例如Nemst灯,炽热的碳硅棒光源,白炽金属丝光源等。
2.线光原例如金属蒸气灯、空心阴极灯,激光器等。
二、单色器其主要作用是把多色辐射色散成只含限定波长区域的谱带。
紫外、可见和红外辐射用的单色器在机械结构方面相类似,都使用狭缝、透镜、反射镜、窗口和棱境(或光栅)。
但视所用波长区域的不同,用以制作这些部件的材料也有所区别。
在350nm以下通常采用石英棱镜,在350~2000nm范围内同样大小的玻璃棱镜的分辩本领比石英为优。
因为它的折射率随波长的改变值较大。
三、样品容器与单色器的光学元件一样,样品池必须用能透过所研究的光谱区域辐射的材料制成。
在紫外区(低于350nm)应采用石英或熔凝石英,这两种材料在可见区到大约3/xm 的红外区域也都是透明的。
仪器分析知识点总结大全仪器分析是化学分析的重要分支,它利用特殊的仪器对物质进行定性、定量和结构分析。
以下是对常见仪器分析方法的知识点总结。
一、光学分析法(一)原子吸收光谱法(AAS)原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的一种方法。
其原理是:当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时,被原子中的外层电子选择性地吸收,使透过原子蒸气的入射辐射强度减弱,其减弱程度与蒸气相中该元素的原子浓度成正比。
原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统和检测系统组成。
优点:选择性好、灵敏度高、分析范围广、精密度好。
局限性:多元素同时测定有困难、对复杂样品分析干扰较严重。
(二)原子发射光谱法(AES)原子发射光谱法是依据原子或离子在一定条件下受激而发射出特征光谱来进行元素定性和定量分析的方法。
原理是:当原子或离子受到热能或电能激发时,核外电子会从基态跃迁到激发态,处于激发态的电子不稳定,会迅速返回基态,并以光的形式释放出能量,产生发射光谱。
其仪器包括激发光源、分光系统和检测系统。
优点:可同时测定多种元素、分析速度快、选择性好。
缺点:精密度较差、检测限较高。
(三)紫外可见分光光度法(UVVis)该方法是基于分子的紫外可见吸收光谱进行分析的。
原理是:分子中的价电子在不同能级之间跃迁,吸收特定波长的光,从而产生吸收光谱。
仪器主要由光源、单色器、吸收池、检测器和信号显示系统组成。
应用广泛,可用于定量分析、定性分析以及化合物结构研究。
(四)红外吸收光谱法(IR)红外吸收光谱法是利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析和定量分析的一种方法。
原理是:分子的振动和转动能级跃迁产生红外吸收。
仪器包括红外光源、样品室、单色器、检测器和记录仪。
常用于有机化合物的结构鉴定。
二、电化学分析法(一)电位分析法通过测量电极电位来确定物质浓度的方法。
包括直接电位法和电位滴定法。
光学器件与光学仪器光学器件与光学仪器在现代科技中扮演着重要的角色。
它们通过利用光的性质来检测、操控和传输信息,广泛应用于通讯、医疗、制造业等领域。
本文将介绍光学器件和光学仪器的基本概念、工作原理以及应用。
一、光学器件1. 透镜透镜是最常见的光学器件之一。
它能够聚焦光线,使光线汇聚于一个点,或者分散光线,使光线偏离原来的路径。
透镜的主要分类有凸透镜和凹透镜,它们的形状和曲率决定了透镜的光学特性。
2. 滤光片滤光片是另一种重要的光学器件,在光的传播过程中起到选择性过滤不同波长的光的作用。
它们可以根据需要通过吸收、反射或透过的方式来调节光的颜色和强度。
滤光片在摄影、光学仪器校准和显示技术等方面有广泛的应用。
3. 波片波片是一种能够改变光的偏振状态的光学器件。
它们可以将自然光转化为具有特定偏振方向的偏振光,或者改变光的偏振方向。
波片在激光技术、光通信和显微镜等领域中起着重要的作用。
4. 光纤光纤是一种能够通过光的全内反射来传输光信号的光学器件。
它由一个或多个以特定方式排列的细长光导纤维组成。
光纤具有低损耗、大带宽和免受电磁干扰等优点,被广泛应用于光通信和传感技术领域。
二、光学仪器1. 显微镜显微镜是一种利用光学原理来观察微小物体的仪器。
它通过放大物体的细节,使得人眼能够看到肉眼无法观察到的微小结构。
显微镜在生物学、医学和材料科学等领域中被广泛使用。
2. 激光器激光器是一种能够产生具有高度一致和聚焦能力的激光光束的光学仪器。
激光器具有单色性、直线偏振性和高亮度等特点,广泛应用于激光切割、激光打印、光通信和医疗美容等领域。
3. 光谱仪光谱仪是一种用于分析物质的光学仪器。
它能够将复杂的光信号分解成不同波长的光谱,并通过光谱的强度和分布来获取物质的成分和性质。
光谱仪在光谱分析、化学分析和天文学研究中起着重要的作用。
4. 智能手机摄像头智能手机摄像头是一种集成了光学器件和图像传感器的光学仪器。
它能够通过镜头和光学组件捕捉光线,并将光信号转换为数字图像。