原子发射光谱法6-AES.pptVIP

In short, atomization is a critical step in atomic spectroscopy. 光谱仪spectrophotometer ICP-AES 工作原理 Instrumentation The block diagram of a typical ICP emission spectrometer is shown in Figure 28-14. 2、标准加入法 当样品数目较少或者找不到合适的标准样品时。可使用标准加入法(或称增量法)进行定量分析。增量法一般比较适用于低含量样品的测定。 设试样中被测元素含量为cx，在几份试样中分别加入不同浓度c1、c2、c3、…、ci的被测元素；在同一实验条件下激发光谱，然后测量试样与不同加入量样品分析线对的强度比R。在被测元素浓度低时自吸系数b=1，分析线对强度比R∝c，R—c图为一直线，见图4.14。将直线外推，与横坐标相交截距的绝对值即为试样中待测元素含量cx。 两条衍射光线能够发生相长干涉的条件是 式中λ为谱线的波长；m为衍射级次，α为入射角，永远取正值；β为衍射角，与α位于光栅法线同侧取正值，异侧取负值．这个方程式称为光栅方程(Bragg方程)。 变换光栅方程可得 很显然，当一束复合光沿α角度入射光栅，则不同波长的单色光在不同衍射角的方向发生相长干涉，形成光谱。此即光栅的色散原理。 光栅光谱仪的光学特性 光栅光谱仪和棱镜光谱仪一样，其光学特性用色散率、分辨率、聚光本领(闪耀特性)和工作光谱区描述。 1．色散率 光栅光谱仪的线色散率可用下式表示 可见，光栅光谱仪的线色散率与聚焦物镜的焦距f2及衍射级次m成正比，与光栅常数d及衍射角的余弦成反比。长焦距投影物镜的光谱仪，如3.4米及4米平面光栅光谱仪具有较高的线色散率。光栅常数d越小，也就是光栅密度越大，光栅光谱仪的线色散率越高。虽然高级次光谱的线色散率较高，但因谱线强度较小，级次重叠比较严重，所以不常使用。常用的是一、二级光谱。在大多数情况下，衍射角都很小，cosβ≈l。因此，光栅光谱仪的线色散率基本上与波长无关。测得的光谱按波长排列均匀，呈线性分布。此类光谱也叫匀排光谱。 2．分辨率 光栅光谱仪的分辨率为 式中N为光栅的总刻槽数，其值为光栅刻槽密度与光栅长度的乘积；m为光谱级次。从式(4-34)可以看出，光栅总刻槽数多的光栅光谱仪有较高的分辨率。光栅光谱仪一般分辨率较高。例如WSP-1型光栅光谱仪的光栅长95 mm，槽密度为600／mm。其一级光谱分辨率 用它可将铁三线清楚地分辨开来。 3．闪耀特性 光栅衍射线强度分布的规律是零级衍射线强度最大，随着衍射级次的升高，谱线强度迅速减小。由光栅方程可知，m=0时，β=-α，即衍射光线为入射光线在光栅平面上的直接反射线。在此方向上，所有波长的光线均无光程差。形成无色散的中央亮纹——零级谱线，它占据了入射光强度的80％以上。而有用的一级、二级谱线强度很小。光强分布的这一特点曾一度限制了光栅光谱仪的应用。 现代光谱仪均采用如图4-13所示的闪耀光栅。 课本46页 闪耀光栅的刻槽是与光栅平面成一定角度的小平面，为规则的小阶梯，故又称平面小阶梯光栅。图中N为光栅平面法线；N′为刻槽平面法线；θ为刻槽面与光栅平面的夹角，称为闪耀角。平行入射光经闪耀光栅反射后，光强的80％将分布在刻槽小平面的反射方向上，而不再分布在光栅平面的反射方向上。于是，在此方向附近将得到一定波长范围的较强辐射，此即闪耀光栅的定向闪耀。从图4-13可见，定向闪耀的条件是 移项得 对于光线沿刻槽平面法线入射的光谱仪(自准式光谱仪)则有 闪耀波长是光栅的重要参数之一。在闪耀波长附近的衍射线都能得到不同程度的加强。根据光栅的闪耀波长λθ可以估计该光栅的适用波长范围： 例如，某一光栅的闪耀波长为500nm，其适用的波长范围为 m=1时 333～1000nm m=2时 200～333nm 4．工作光谱区 光栅的色散作用与光栅的材料无关。只要光栅常数适当,光栅光谱仪的工作光谱区可以为整个光学光谱区。 三、 检测器 发射光谱分析使用的检测器有人的眼睛、感光板和光电元件。用眼睛直接观察光谱的方法称为看谱法。用感光板记录光谱的方法称为摄谱法。用光电元件检测光谱的方法称为光电直读光谱法。 1、看谱法检测器 2、摄谱法检测器 摄谱法的检测器是感光板。发射光谱分析用的感光板一般由感光层和玻璃板组成。感光层是均匀分布在玻璃板上含有卤化银颗粒的乳剂涂层。 工作时，将感光板置于光谱仪的谱面上，感光板接受试样中元素产生的辐射而感光，这个过程称为摄谱