仪器分析课件02 光学分析法引论.pptVIP

连续光源 基本特征：能在很大波长范围内发射强度平稳的连续光谱。 光栅（1） 光栅：具有空间周期性衍屏的光学元件 透射光栅 反射光栅 光栅（3） 光栅分光系统 出射狭缝（1） 狭缝：由两片经过精密加工，且具有锐利边缘的金属片组成，其两边必须保持互相平行，并且处于同一平面上。 出射狭缝安置在复合光色散后的焦面上，当光栅的分辨率及相对位置确定时，它决定了进入检测器的： “单色光”波长 “单色光”带宽 出射狭缝（2） 任一时刻，只有某一确定波长的光能通过出射狭缝进入检测器。 如何完成光谱图测定？ 无法获得绝对意义上的“单色光” 带宽如何选择？ 光栅（7） 提高分辨率的办法? 增加N（受到制作工艺限制，极限为105/mm） 增加n 中阶梯光栅：较普通闪耀光栅的刻槽密度小（8?80条/mm，光栅常数d大），刻槽深度大（?m级，闪耀角?大） 吸收池（2） 小阶梯光栅与中阶梯光栅的性能比较 光栅参数 常规闪耀光栅 中阶梯光栅 焦距f 0.5 m 0.5 m 刻槽密度 1200/mm 79/mm 闪耀角 11?22? 63?26? 级次 1 75 分辨率（300nm）R 62400 763000 倒色散率d?/dl 16埃/mm 1.5埃/mm 聚光本领 f/9.8 f/8.8 严重的光谱重叠如何解决？即n??相等的不同级次不同波长光的衍射角?相等！ 中阶梯光栅的交叉色散原理 中阶梯光栅 普通光栅 二维色散光谱 中阶梯光栅的特点 二维色散光谱，只需要很小的谱区面积就可以容纳190-900 nm全范围的光谱（普通光栅光谱需要2 m的谱区），因此仪器可以做的很紧凑； 具有很高的色散率、分辨率和集光本领，利用光谱区广，因此在降低检测限、谱线轮廓测量、多元素同时测定及制造使用连续光源的AAS仪器有着很大的作用。 吸收池（1） 石英或熔融石英：紫外光区—可见光区—3?m 玻璃：可见光区（350?2000 nm） 透明塑料：可见光区（350?2000 nm） 盐窗（NaCl，NaBr晶体）：红外光区 用来盛放样品，由光透明的材料制成，根据不同需要有不同的规格。 可拆卸圆形测量池 两面透光 圆形测量池 两面透光 1cm 长方形测量池 两面透光 气体测量池 两面透光 微量测量池 两面透光 流动测量池 两面透光 检测器 光电转换器 将光辐射转化为可以测量的电信号的器件 G：电信号；K：常数（决定于灵敏度） I：入射光强；Dc：暗电流（可扣除） 理想的光电转换器要求： 1. 灵敏度高； 2. S/N大； 3. 暗电流小； 4. 响应快且在宽的波段内响应恒定 检测器种类及应用波段 检测器 种类 原理 应用波段 人眼、相板 UV-Vis 硒光电池 单道检测器 光电效应 350-500-750 nm 光电管 和光敏材料相关 光电倍增管 同上 硅二极管 热电效应 190-1100 nm 热电偶 IR 辐射热计 热释电 电导检测器 UV-Vis 二极管阵列 多道检测器 光电效应 电荷转移器件 电荷注入器件 电荷耦合器件 光电管 90V DC 直流放大 阴极 R - + 光束 e 阳极丝（Ni） 抽真空 阴极表面可涂渍不同光敏物质：高灵敏（K，Cs，Sb其中二者）、红光敏（Na/K/Cs/Sb，Ag/O/Cs）、紫外光敏、平坦响应（Ga/As，响应受波长影响小）。 优点：阻抗大，电流易放大；响应快；应用广。 缺点：有微小暗电流（Dark current，40K的放射线激发）。 光电倍增管（PMT） 优点：高灵敏度；响应快；适于弱光测定，甚至可对单一光子响应 缺点：对外加电压变化极为敏感，必须严格控制电压；热发射强，暗电流大；不适合在温度波动较大或高温下工作，不得置于强光（如日光）下，否则可永久损坏 PMT！ 硅二极管 p区 n区 pn p 区 n 区 （反向偏置） 耗尽层 空穴 电子 1. 反向偏置—耗尽层（depletion layer）—pn结电导趋于0（i=0）； 2. 光照—耗尽层中形成空穴和电子—空穴移向p区并湮灭—外 加电压对pn“电容器”充电—产生充电电流信号（i?0）。 多道检测器 二极管阵列（PDA）和电感转移器件（CCD、CID） 线状或平面 采用多道检测器，可同时检测整个光谱区，无需扫描。 第二章 光谱分析法引论 An Introduction to Spectral Analysis 光学分析法 根据物质发射光或光与物质相互作用而建立起来的一类分析化学方法称为光学分析法。 本章内容 2-1 光的性质 2-2 光学分析法分类 2-3 光谱法仪器 2-1 电磁辐射的性质（1） 电磁辐射 亦称之为“光”，是一种以极大的速度通过空间，不要任何物质作为传播媒介的能量。 具有波动性和微粒性 2-1 电磁辐射的性质（2） 电磁辐