原子红外光谱分析20160416课件.pptx

00:26 1 原子吸收光谱 分析法 ①如图在一张黑纸上画一条线abc，半边ab为红色，半边bc为兰色，经过棱镜观看，只见这根线好象折断了似的，分界处正是红兰之交，兰色部分比红色部分更靠近棱镜。可见兰色光比红色光折射更厉害。 疑问： 色散是不是由于光和棱镜作用的结果？牛顿又作了以下实验： （一）牛顿的色散实验 一、光谱分析的发展 ②他拿三个棱镜作实验，三个棱镜完全相同，只是放置方式不同，如下图。如果色散是由于光线和棱镜的作用引起的，经过第二和第三棱镜后，这种色散现象应进一步加强。显然实验结果不支持这一观点。 ③他用两块木版各开一小孔F和G，并分别放于三棱镜两侧，光从S 处平行射入F后，经棱镜折射穿过小孔G，到达另一块木版de上，投过小孔g的光再经棱镜abc的折射后，抵达墙壁MN。使第一个棱镜ABC缓缓绕其轴旋转，这样第二块木版上不同颜色的光相继穿过小孔g到达三棱镜abc。实验结果是：被第一个三棱镜折射最厉害的紫光，经过第二个三棱镜时也偏折的最多。结论：白光是由折射性能不同的各种颜色的光组成。 ④有人提出光谱变长是因为衍射效应，为此牛顿又作如下实验：取一长而扁的三棱镜，使它产生的光谱相当狭窄。当屏放在位置1时，屏上显示仍为白光；当将屏倾斜到位置2时，就可看到分解的光谱。这一实验说明：光谱只涉及屏的角度，结果与棱镜无关。因而也就否定了衍射效应的说法。 1.光线随其折射率不同，颜色也不同。色是光线固有的属性。 2.同一颜色的光折射率相同，不同色的光折射率不同。 3.色的种类和折射的程度是光线所固有的，不会因折射、反射或其它任何原因而改变。 4.必须区分两种颜色，一种是原始的、单纯的色，另一种是由原始的颜色复合而成的色。 5.本身是白色的光线是没有的，白色是由所有色的光线岸适当比例混合而成。 6.自然物质的色是由于对某种光的反射大与其它光的反射的缘故。 7.把光看成实体有充分依据。 8.由此可解释棱镜色散和虹。 在色散实验的基础上，牛顿总结出以下几条规律： （二）早期的波动说 1.胡克：胡克主张光是一种振动，是类似水波的某种快速脉冲。 2.惠更斯：荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想（纵波）。 3.托马斯·杨--杨氏双缝干涉实验 4.菲涅耳：双光束干涉实验及泊松亮斑 获得两相干光源的实验 泊松亮斑：为了推进微粒说的发展，1818年法国科学院提出了有奖征文，菲涅耳在阿拉果的鼓励和支持下，提交了应征论文：他以严密的数学推理，从横波的观点出发，圆满的解释了光的偏振，并用半波带法定量的解释了圆孔、圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹，推出的结果与实验符合的很好。在评审菲涅耳的论文时，法国数学物理学家泊松应用菲涅耳对光绕过障碍物衍射的数学方程证明：如果在光束传播路径上放置一块不透明的圆板，则在放在其后的屏上，应观察到圆板黑影的中央出现一个亮斑（后称为泊松亮斑），泊松认为这是不可能的，从而否定了菲涅耳的应征论文。于是菲涅耳做了一个实验，果然在阴影的中央出现了一个亮斑。托马斯杨的双缝干涉实验和波松亮斑证实了光的波动性。 泊松亮斑 1817年1月和1818年4月托马斯·杨先后两次写信给阿拉果，讨论有关偏振问题，并把光比作绳索和弦的振动，建议他们把光看成一种横波。阿拉果把信给菲涅耳，菲涅耳立即看出：这一比喻为互相垂直的两束偏振光不能相干提出了解释。并于1819年发表了《关于偏振光线的相互作用》，于1821年发表了光的横波性理论。托马斯·杨和菲涅耳的发现，标志着光学进入了新的发展时期---波动光学时期。1850年傅科测定了光在水中和空气中的速度，给光的粒子说以最后的打击，从此光的波动说占据了统治地位。 19世纪60年代，麦克斯韦发表了电磁场理论，并计算出电磁波的传播速度和光速相等，明确提出光是一种电磁波。揭示了光和电磁波的统一性。约20年后被赫兹实验证实。 00:26 12 （三）原子吸收发展历史 第一阶段：原子吸收现象的发现与科学解释早在1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817年，弗劳霍费（J.Fraunhofer）在研究太阳连续光谱时，再次发现了这些暗线，由于当时尚不了解产生这些暗线的原因，于是就将这些暗线称为弗劳霍费线。1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson）在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实，断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。 13 著名的本生灯发明于1853年，此灯的温度可达2300℃，且没有颜色 14 本生在他发明的灯上灼烧过各种化学物质，他