文档介绍：《仪器分析》课程
厦门大学精品课程
仪器分析(含实验)
第八章 光学分析法导论
Chapter Eight
Guide of Optics Analytical Method
§ 电磁辐射及电磁波谱
一. 电磁辐射的波粒二象性
散射
折射与反射
衍射
干涉
偏振
波长— cm、µm、nm、A
频率—υ Hz sec-1
波数—σ cm-1
传播速度— cm/ sec
(Planch)公式
E --光子的能量 J, 焦耳
υ---光子的频率 Hz, 赫兹
---光子的波长 cm
C ---光速 1010 -1
h ---Planch常数 10-34 焦耳. 秒
光电效应康普敦效应黑体辐射
原子、离子分子
A. 原子光谱线光谱 Line spectra
E2
E0
E1
E3
hi
波长
半宽度10-2~10-5
Na 5890、5896
原子吸收光谱
原子发射光谱
B. 分子光谱带光谱 Band spectra 有机、无机分子
E2
E1
E0
半宽度20~100nm
分子吸收光谱
分子发射光谱
hi
波长/nm
A(T)
波长/nm
I
半宽度20~100nm
C. 荧光发射
光致发光
h
原子荧光----线光谱
分子荧光----带光谱
E2
E0
E1
E3
hi
E2
E1
E0
hi
hi
波谱区
-射线
波长
5~140 pm
跃迁类型
核能级
X-射线
远紫外光
10-3~10nm
10~200nm
原子内层电子
莫斯鲍尔光谱法:-射线原子核-射线吸收
X-射线吸收光谱法: X-射线/放射源原子内层电子(n>10) X -射线吸收
X-荧光光谱法: X-射线原子内层电子特征X -射线发射
远紫外光----真空紫外区。此部分光谱会被空气吸收
原子光谱:原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱
分子光谱:紫外-可见吸收光谱、分子荧光/磷光光谱、化学发光
近紫外光
可见光
200~400nm
400~750nm
原子外层电子/分子成键电子
波谱区
近红外光
中红外光
波长
~m
~50m
跃迁类型
分子振动
远红外光
微波
射频
50~1990m
~100cm
1~100 m
分子转动
电子、核自旋
近红外光谱区:配位化学的研究对象
红外吸收光谱法:红外光分子吸收
远红外光谱区
电子自旋共振波谱法:微波分子未成对电子吸收
核磁共振波谱法:射频原子核自旋吸收
光谱法:以光的波长与强度为特征信号的仪器分析方法
非光谱法:以光辐射的某些性质变化特征信号的仪器分析方法
吸收光谱法、发射光谱法、散射光谱法
折射法、旋光法、圆二色法、比浊法、衍射法
§ 光学分析法中的光栅单色器
二. 光栅单色器基本组成
入射狭缝
准直镜
平面衍射光栅
聚焦物镜
出射狭缝
聚焦面
f
f
入射狭缝
准直镜
棱镜单色器
聚焦物镜
聚焦面
出射狭缝
nλ= d(sinφ±sinφ´)
三. 平面衍射光栅 300~2000条/mm
光栅的分光作用:狭缝的衍射作用形成的
n—(级数) 0,±1,±2,… d --为光栅常数
φ--为入射角φ´ --为衍射角
d
φ
Φ’
闪耀光栅:
通过改变a、d、,使衍射的辐射强苏集中在所需的波长范围内。
a
闪耀角
闪耀波长
结论:当φ´小于200时,cosφ´ ≈ 1;平面光栅衍射的线色散率与波长无关;与d、n、f 有关。
线色散率:
f
dλ
dl
倒线色散率:
A 色散率
角色散率:dφ´/dλ= n/d cosφ´
当φ´=00~80时,cosφ´=1~:
dφ´/dλ≈n/d
色散方程: nλ= d(sinφ±sinφ´)