光学法概论材料.ppt

2、电磁波谱：将电磁波按波长顺序排列 * * * * 第2章 光学分析法概论 光学分析法：根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的作用建立的分析方法。 三个主要过程 ： （1）提供能量（光源） （2）能量与物质的作用 （3）产生被测信号 检测 产生信号 一、 电磁辐射和电磁波谱 1、光的本质：波粒二象性 参数：频率（ν）、波长（λ）、速度（c）、波数（σ）、能量（E） §1 电磁辐射及其与物质的相互作用 关系： C=2.997925×1010cm·s-1 h=6.6262×10-34 分子转动，核自旋 分子振动 外层电子 跃迁 内层电子跃迁 核反应 跃迁方式 核磁共振 顺磁共振 红外光谱 可见光谱 紫外光谱 X-射线波谱 γ-射线光谱 波谱 射频 微波 红外 可见 紫外 X-射线 γ-射线 波段 0.01 0.1 8 102.8 104.3 ~107 1010-9 波数cm-1 ~108 ~109 ~ 1010.7 ~ 1012.8 ~ 1014.3 ~ 1017 1020-19 频率Hz ~ 109 ~ 108 ~ 106.2 ~104 ~ 102.7 ~1 10-3~-2 波长nm 二、电磁辐射与物质相互作用 当hν照射某物质时会发生相互作用。 吸收 发射 光、热 分子：△E总=E电子+E振动+E转动（涉及内能变化）。不涉及内能变化的有：透射、折射、衍射、旋光等。 物质对光的吸收和发射是有选择性的，量子化的。 原子：△ E总=E电子，同时也发生折射等现象 吸收△E 发射△E E1 E2 光 光 λ A A表示物质对不同光的吸收程度 吸收曲线(吸收光谱): 以波长λ（nm）为横坐标，以吸光度A为纵坐标所描绘的曲线。 一、光谱法与非光谱法 光谱：物质与光相互作用时，记录物质内部能量变化与波长的关系。分为吸收、发射、散射光谱。 光谱分析法：利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法。 非光谱法：不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁辐射的某些物理性质（反射、折射、干涉、衍射和偏振）的变化的分析方法。 §2 光学分析法分类 光学分析法 光的发射 荧光、发射光谱法，火焰光度法，放射化学法 光的散射 拉曼光谱法，散射浊度法 光的折射 折射法，干涉法 光的旋转 旋光法,偏振法,圆二向色性法 光的衍射 X－射线衍射法,电子衍射法 光的吸收 比色法、分光光度法、 原子吸收法、核磁共振（NMR）等 光谱法 非光谱法 二、原子光谱法和分子光谱法 原子光谱法：以测量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产生的原子光谱。 主要原子吸收和原子发射光谱，呈线状光谱。 λ λ1 λ2 λ3 λ A λ1 λ2 λ3 分子光谱法：以测量分子转动能级、分子振动能级和分子电子能级跃迁所产生的分子光谱为基础的定性、定量和物质结构分析方法。 红外光谱、紫外－可见光谱、荧光光谱。是带状光谱。 λ A 三、吸收光谱法与发射光谱法 吸收光谱：物质吸收相应辐射而产生的光谱。其产生的必要条件是所提供的辐射能量恰好满足该吸收物质两能级间跃迁所需的能量。 吸收光谱法：利用物质的吸收光谱进行定性定量及结构分析的方法称为吸收光谱法。 A λ