仪器分析课件仪器分析01-光分析导论教材课程.pptVIP

INTRODUCTION TO SPECTROSCOPY 中南民族大学 2014秋 光分析导论 内容 光分析概述 原子光谱和分子光谱 光分析的仪器和器件 光分析概述 Introduction to Optical Analysis (spectrometric methods) 光分析的基本原理(basic principles) 光分析是以光为媒介进行的一种仪器分析方法(light as media) 光作为入射源(light as source) 光作为收集信号(light as signal) 光媒介和样品发生了相互作用(interaction between light and sample) 反映了物理性质和化学性质(physical and/or chemical properties observed) 光(light) 更广义上来说，应该用电磁波(electromagnetic wave) 光照相当于电磁波辐射(electromagnetic radiation, ER) 光的波粒二象性(duality of light) 波： E = hν = h c /λ= h cs 能量，波长，光速，波数，频率，普朗克常数 单位：焦耳，电子伏特 粒子：光压(light pressure)，动量(momentum)等。 光和物质的相互作用(Interaction) 物理作用(physical interaction) 反射(reflection) 折射(refraction) 散射(scattering) 衍射(diffraction) 干涉(interference) 偏振(polarization) 化学作用 吸收和发射(absorption and emission) 光和物质的相互作用(interaction) 根据量子理论，物质受到光照射后能量发生改变： DE = Efinal - Einitial = hn = hc/l 如果能量的变化为正， DE0, 为吸收absorption 如果能量的变化为负， DE0, 为发射emission 如果能量变化为零，则为反射、折射等纯粹物理现象 只要能量发生了变化，这个变化对该物质而言是特征的characteristic. 光和物质的相互作用(interaction) 光的强度(intensity) 光的强度变化反映了光和物质之间相互作用的本质nature(physical or chemical) 光谱(spectroscopy) 光的强度随频率或波长变化的曲线 intensity vs. frequency or wavelength 基态和激发态ground state and excited states 弛豫 relaxation 光分析分类(classification) 根据光和样品的相互作用来分 非光谱法 衍射、散射、干涉和偏振等 光谱法（涉及到能级跃迁energy level transition） 原子光谱（线性光谱）atomic spectroscopy, line-shaped: 吸收、发射、荧光光谱等 分子光谱（带状光谱）molecular spectroscopy, band-shaped：红外、紫外、可见光、拉曼、荧光、磷光、核磁共振等 光分析法 光谱分析法 非光谱分析法 原子光谱分析法 分子光谱分析法 原 子 吸 收 光 谱 原 子 发 射 光 谱 原 子 荧 光 光 谱 X 射 线 荧 光 光 谱 折 射 法 圆 二 色 性 法 X 射 线 衍 射 法 干 涉 法 旋 光 法 紫 外 光 谱 法 红 外 光 谱 法 分 子 荧 光 光 谱 法 分 子 磷 光 光 谱 法 核 磁 共 振 波 谱 法 分类(classification) 光分析的进展(Development) 采取新光源，提高灵敏度(new light source for higher sensitivity) 联用技术(hybrid techniques) 新材料的应用(application of new materials) 交叉(multiple analysis one time) 检测器的发展(improving detector) 原子光谱和分子光谱 Atomic and Molecular Spectroscopy 原子光谱(atomic spectroscopy) 电子在不连续的能级上排列。 这些不连续的能级跟原子本身是密切相关的，也即能级的水平是原子的一个特征。 电子收到能量的激发可以在这些能级上发生跃迁。 跃迁受到一定的规律的制约，就是选律。 不连续的能级是的跃迁造成的光谱是不连续的:谱线。 分子光谱(molecular spectro