仪器分析第2章光学分析法导论幻灯片.pptVIP

第二章光学分析法导论 分析化学（仪器分析部分） 2-1 电磁辐射的基本性质 2-2 光分析法的概念及其分类 2-3 光学分析仪器 2-4 光分析法的应用 目 录 电磁辐射是以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播介质的一种能量。 电磁辐射既具有波的性质，也具有粒子的性质，该二重性可以被波动力学统一起来。 2-1电磁辐射的基本性质 光学分析法是建立在物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用的基础之上的各种分析方法的统称。 ?=1/T ? =1/ ?V= ? ?  2-1-1 电磁辐射的波动性 周期 T s 频率 ? Hz (s-1) 波长 ? cm/mm/nm 波数 ? cm-1 传播速度 V 练习题： 计算下列电磁辐射的频率和波数 （1）波长为0.9nm的单色X射线； （2）589.0nm的钠D线 （3)12.6 mm的红外吸收峰 2-1-2 电磁辐射的粒子性 电子伏特 eV 光的粒子性表现为光的能量不是均匀连续分布在它传播的空间，而是集中在被称为“光子”的粒子上。光子的能量与它的频率成正比，或与波长成反比，而与光的强度无光。 电磁波谱 波谱区名称* 波长范围** 波数 ?/cm-1 频率范围 MHz 光子能量*** eV 跃迁能级类型 ?射线 5-140pm 2?1010-7?107 6?1014-2?1012 2.5?106-8.3?103 核能级 X射线 10-3-10nm 1010-106 3?1014-3?1010 1.2?106-1.2?102 内层电子能级 远紫外光 10-200nm 106-5?104 3?1010-1.5?109 125-6 ? 近紫外光 200-400nm 5?104-2.5?104 1.5?109-7.5?108 6-3.1 原子及分子的价电子或成键电子能级 可见光 400-750nm 2.5?104-1.3?104 7.5?108-4.0?108 3.1-1.7 ? 近红外光 0.75-2.5?m 1.3?104-4?103 4.0?108-1.2?108 1.7-0.5 分子振动能级 中红外光 2.5-50?m 4000-200 1.2?108-6.0?106 0.5-0.02 ? 远红外光 50-1000?m 200-10 6.0?106-105 2?10-2-4?10-4 分子转动能级 微波 0.1-100cm 10-0.01 105-102 4?10-4-4?10-7 ? 射频 1-1000m 10-2-10-5 102-0.1 4?10-7-4?10-10 电子自旋、核自旋 2-2 光分析法的概念及其分类 光分析法：检测能量作用于待测物质后产生的辐射讯号或引起的变化的分析方法。光分析法可分为非光谱法与光谱法两类，广义上，包括电子能谱法。 非光谱法：不以光的波长为特征讯号，没有能级之间的跃迁，而是测量电磁辐射的一些基本性质的变化，如反射、折射、干涉、衍射和偏振等。折射法、干涉法、散射浊度、旋光法、X射线衍射法、电子衍射法等。 光谱法：基于光的吸收、发射、拉曼散射，检测光的波长和强度 光分析法的主要过程： 能源提供能量 能量与被测物质相互作用 产生被检测的信号 光分析法的分类方法： 根据能源的不同种类来分:红外、紫外、X光、化学发光 根据被作用的物质来分:原子光谱、分子光谱 根据检测信号来分:吸收、发射、散射、折射、反射、干涉、衍射、偏振 1．光谱法 三种基本类型： 发射光谱 吸收光谱 散射光谱：拉曼 2．非光谱法 折射、比浊、旋光、圆二色性、衍射 3．电子能谱法 三、光谱仪器 组成：光源，分光系统，样品容器，检测器（光电转换器、电子读出、数据处理及记录）。 光源或 炽热固体 分光系统 样品池 光电转换 信号处理器 光源灯或 激光 样品池 分光系统 光电转换 信号处理器 光源+样品 分光系统 光电转换 信号处理器 吸收 荧光 发射 光源 依据方法不同，采用不同的光源：火焰、灯、激光、电火花、电弧等； 依据光源性质不同，分为： 连续光源：在较大范围提供连续波长的光源，氢灯、氘灯、钨丝灯等； 线光源：提供特定波长的光源，金属蒸气灯(汞灯、钠蒸气灯)、空心阴极灯、激光等； 波长选择器 作用和组成 单色器：将来自光源的光按波 长的长短顺序分散为单色光并能随意调节所需波长光的一种装置。 关键部分： 混合光分散为单色光的