原子发射光谱分析习题
一、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。
2．摄谱仪由哪几部分构成？各组成部件的主要作用是什么？
3．简述ICP的形成原理及其特点。
4. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
5. 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。
6. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
7. 光谱定性分析摄谱时，为什么要使用哈特曼光阑？为什么要同时摄取铁光谱？
8. 光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？
9.何谓三标准试样法？
10. 试述光谱半定量分析的基本原理，如何进行？
二、选择题
1. 原子发射光谱的光源中，火花光源的蒸发温度（Ta）比直流电弧的蒸发温度（T b） ( )
A Ta= T b B Ta＜ T b C Ta＞ T b D 无法确定
2. 光电直读光谱仪中，使用的传感器是 ( )
A 感光板 B 光电倍增管 C 两者均可 D
3. 光电直读光谱仪中，若光源为ICP，测定时的试样是 ( )
A 固体 B 粉末 C 溶液 D 4. 用摄谱法进行元素定量分析时，宜用感光板乳剂的 ( )
A 反衬度小 B 展度小 C 反衬度大 D
5. 在进行光谱定量分析时，狭缝宽度宜 ( )
A 大 B 小 C 大小无关 D
6. 用摄谱法进行元素定性分析时,测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 测微光度计 C 映谱仪 D
7. 在原子发射光谱的光源中，激发温度最高的是 ( )
第六章 原子发射光谱
20、某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为2400mm-1，光栅宽度为50mm，求此光谱仪对一级光谱的理论分辨率。改光谱仪能否将Nb＝309.418nm与Al
309.271nm两光谱线分开？为什么？
答：由题意可得：光栅刻痕密度b＝2400mm-1，l＝50mm。K＝1则：
理论分辨率R＝K l b＝1×50×2400＝1.5×105
根据R＝ 得 R/=309.418 / 1.2×105=0.0058 nm
当△a≥0.00258nm时就能清楚分开，而Nb与Al得△a＝309.418－309.271＝0.147nm。由于0.147nm﹥1.00258nm，因此能清楚分辨处两谱线。
21、某光栅光谱仪得光栅刻痕密度为2000mm-1，光栅宽度为50mm，f＝0.65，试求：
（1）当 cosФ=1 时，改光谱仪二级光谱得倒线色散率为多少？
（2）当只有30nm宽得光栅被照明，二级光谱仪得分辨率时多少？
（3）在波长560nm时，改光谱仪理论上能够分开两条谱线得最小波长得多少？
解：（1）由题意可知：b＝2000mm-1，l＝50mm，f＝0.65m＝650mm
则d＝1/b＝1/2000＝5×10－4mm；
则倒色散率50.02101105cos64kfddcda
=3.85×10－7×106
=0.385nm/mm
（2）l＝30mm，R＝Kbl＝2×2000×30＝1.2×105
（3）R＝Kbl＝2×50×2000＝2.0×105
又因为R＝ ，则R/=560 / 2.0×105=2.8×10－3nm
答：改光谱仪二级光谱的倒色散率为0.385nm/mm；二级光谱的分辨率是1.2×105。改光谱仪理论上能完全分开两条谱线最小波长差为2.8×10－3nm。
24、用标准加入法测定SiO2中微量铁的质量分数时，以铁302.06nm为分析线，Si302.00nm为内标线。标准系楼中铁叫人a量和分析线对测量值列于表中。时绘制工作曲线，求试样SiO2中铁的质量分数。
原子发射光谱法
1、原子发射光谱法简介
原子发射光谱法（Atomic Emission Spectrometry，AES），是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的。
原子发射光谱法的研究对象是被分析物质所发出的线光谱，利用待测物质的原子或离子所发射的特征光谱线的波长和强度来确定物质的元素种类及其含量。
原子发射光谱分析过程分为三步，即激发、发光和检测。第一步是利用激发光源使试样蒸发，解离成原子，或进一步解离成离子，最后使原子或离子得到激发，发射辐射；第二步是利用光谱仪把光源发射的光按波长展开，获得光谱；第三步是利用检测系统记录光谱，测量谱线波长、强度，根据谱线波长进行定性分析，根据谱线强度进行定量分析。
2、原子发射光谱的原理
物质是由各种元素的原子组成的，原子有结构紧密的原子核，核外围绕着不断运动的电子，电子处在一定的能级上，具有一定的能量。从整个原子来看，在一定的运动状态下，它也是处在一定的能级上，具有一定的能量。在一般情况下，大多数原子处在最低的能级状态，即基态。基态原子在激发光源（即外界能量）的作用下，获得足够的能量，外层电子跃迁到较高能级状态的激发态，这个过程叫激发。处在激发态的原子是很不稳定的，在极短的时间内（10－8s）外层电子便跃迁回基态或其它较低的能态而释放出多余的能量。释放能量的方式可以是通过与其它粒子的碰撞，进行能量的传递，这是无辐射跃迁，也可以以一定波长的电磁波形式辐射出去，其释放的能量及辐射线的波长（频率）要符合波尔的能量定律：
ΔcvhhchvEEEEP~12
式中，E2及E1分别是高能态与低能态的能量，Ep为辐射光子的能量，v、、~分别为辅射的频率、波长、波数，c为光速，h为普朗克常数。
- 1 - 第二十三章 X射线光电子能谱
1954年以瑞典Siegbahn教授为首的研究小组观测光峰现象，不久又发现了原子内层电子能级的化学位移效应，于是提出了ESCA(化学分析电子光谱学)这一概念。由于这种方法使用了铝、镁靶材发射的软X射线，故也称为X-光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy)。X光电子能谱分析技术已成为表面分析中的常规分析技术，目前在催化化学、新材料研制、微电子、陶瓷材料等方面得到了广泛的应用。
23.1 基本原理
固体表面分析，特别是对固体材料的分析和元素化学价态分析，已发展为一种常用的仪器分析方法。目前常用的表面成分分析方法有：X射线光电子能谱（XPS）, 俄歇电子能谱(AES)，静态二次离子质谱(SIMS)和离子散射谱(ISS)。AES分析主要应用于物理方面的固体材料（导电材料）的研究，而XPS的应用面则广泛得多，更适合于化学领域的研究。SIMS和ISS由于定量效果较差，在常规表面分析中的应用相对较少。但近年随着飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）的发展，使得质谱在表面分析上的应用也逐渐增加。
X射线光电子能谱最初是由瑞典科学家K.Siegbahn等经过约20年的努力而建立起来的，因在化学领域的广泛应用，被称为化学分析用电子能谱（ESCA）。由于最初的光源采用了铝、镁等的特性软X射线，该技术又称为X射线光电子能谱（XPS）。1962年，英国科学家D.W.Turner等建造出以真空紫外光作为光源的光电子能谱仪，在分析分子内价电子的状态方面获得了巨大成功，同时又用于固体价带的研究，与X射线光电子能谱相对照，该方法称为紫外光电子能谱（UPS）
XPS的原理是基于光的电离作用。当一束光子辐射到样品表面时，样品中某一元素的原子轨道上的电子吸收了光子的能量，使得该电子脱离原子的束缚，以一定的动能从原子内部发射出来，成为自由电子，而原子本身则变成处于激发态的离子，如图23-1所示。在光电离过程中，固体物质的结合能可用下面的方程式表示：
