第7章 原子发射2011.ppt

光栅的色散原理: 反射光栅:?在光学玻璃或金属高抛光表面上，准确地刻制出许多等宽、等距、平行的具有反射面的刻痕，称为反射光栅。 常用的光栅刻痕密度为1200条/mm，1800条/mm和2400条/mm 光栅的色散原理: 是光在刻痕小反射面上的衍射和衍射光的干涉作用。 光栅公式：d(sinθ?+ sinψ) = kλ 式中，θ为入射角，ψ为衍射角 当k不等于零时，某一入射角（θ）的复合光，其单色光的衍射角（ψ）随波长λ而异，即不同波长的光经光栅衍射后被分散在不同角度位置上。 棱镜与光栅色散作用的比较*： a. 色散原理不同； b. 光栅可得到的波长范围宽； c. 光栅比棱镜摄谱仪有更高的分辨率； d. 棱镜摄谱仪色散率与波长有关，而光栅光谱为均匀色散光谱； e. 光栅摄谱仪比棱镜摄谱仪更适用于一些含复杂谱线的元素，如稀土元素铀、钍等试样分析。 WPS-1型2米平面光栅摄谱仪外形图 小型摄谱仪 光源 遮光板 电源 控制箱 光栅 感光板 还有0.5、0.75、1米 3. 光电直读光谱仪 光电直读光谱仪是利用光电测量方法直接测定谱线强度的光谱仪。 主要优点是： ??? a. 分析速度快； ?? b. 准确度优于摄谱法。 光电倍增管将光信号转换成电信号U U = ktI ????式中：U为电容器的充电电压，t为积分时间， I为谱线强度 两种类型：单道扫描式和多道固定狭缝式 按出射狭缝的工作方式分类 单道扫描式: 仅一个出射狭缝和一个光电倍增管，可接受一条谱线，构成一个测量通道；是通过转动光栅进行扫描，在不同时间检测不同谱线。 多道固定狭缝式：是安装多个出射狭缝和光电倍增管（多达70个），同时测定多个元素的谱线。 单道扫描式ICP： 检测器 出射狭缝 入射狭缝 等离子体 光栅 Theory 多道型光电直读光谱仪： 多道型光电直读光谱仪多采用凹面光栅； 罗兰圆：Rowland(罗兰)发现在曲率半径为R 的凹面反射光栅上存在着一个直径为R的圆，不同波长的光都成像在圆上，即在圆上形成一个光谱带。 凹面光栅具有色散和聚焦作用（凹面反射镜将色散后的光聚焦）。 多道型特点 : 多达70个通道可选择，同时进行多元素分析； 分析速度快，准确度高； 线性范围宽， 4～5个数量级，高、中、低浓度都可分析。 缺点：出射狭缝固定，各通道检测元素谱线一定。 改进型： n+1型ICP光谱仪 在多道仪器的基础上，设置一个扫描单色器，增加一个可变通道。 全谱直读等离子体光谱仪： 采用CID阵列检测器，可同时检测165～800nm波长范围内出现的全部谱线； 中阶梯光栅分光系统，仪器结构紧凑，体积大大缩小； 兼具多道型和扫描型特点。 CID：电荷注入式检测器(charge injection detector，CID), 28×28mm半导体芯片上含有26万个感光点点阵( 每个相当于一个光电倍增管)。 * 检测器 光谱级-波长 二维光谱 全谱直读仪器特点: 测定每个元素可同时选用多条谱线； 在一分钟内完成70个元素的定性\定量测定； 1mL的样品可检测所有可分析元素； 扣除基体光谱干扰； 全自动操作； 分析精度：CV 0.5%。 讨论问题： 光电自读光谱仪与摄谱仪比较？ 例题1： 选择题 （1）摄谱法中，感光板上的光谱，波长每nm的间隔距离，在用光栅作色散元件时是: ??????A 随波长减小而增大； B 随波长增大而增大； ????? C 随波长减小而减小； D 几乎不随波长而变。 （2）AES的产生是由于： ??????A 原子的次外层电子在不同能级间跃迁； ??????B 原子的外层电子在不同能级间跃迁； ???? ?C 原子外层电子的振动和转动； ??????D 原子核的振动。??????? （4） 矿石粉末定性分析，一般选用下列哪种光源： ???????A DC电弧；????????? B AC电弧； ?????? C 高压火花；?????? D ICP光源。 四、定性及定量分析* 1. 定性分析　 2. 定量分析** 1. 光谱定性分析qualitative spectrometric analysis 定性依据：由于各元素的原子结构不同，在光源激发下，试样中各元素都发射各自的特征光谱，通过识别元素的一条或数条特征谱线的波长，可以进行元素定性分析。 方法：如摄谱方法，以铁谱为标尺，和标准图谱进行比较。 （3）当G被击穿时，电源的低压部分沿着已造成的电离气体通道，通过G进行电弧放电； （4）在放电的短暂瞬间，电压降低直至电弧熄灭，在下半周高频再次点燃，重复进行。 （2