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1、第一章光分析法導(dǎo)論一、光分析及其特點(diǎn)Opticalanalysisanditscharacteristics二、電磁輻射的基本性質(zhì)Propertiesofelectromagneticradiation三、光分析法的分類(lèi)Classificationofopticalanalysis第一節(jié)光分析基礎(chǔ)Chapter1.Anintroductiontoopticalanalysis§2-1.Fundamentalofopticalanalysis2021/6/13一、光分析法及其特點(diǎn)Opticalan
2、alysisanditscharacteristics光分析法:基于物質(zhì)發(fā)射、吸收電磁輻射以及待測(cè)物質(zhì)與電磁輻射的相互作用所建立起來(lái)的分析方法;電磁輻射范圍:γ射線(xiàn)~無(wú)線(xiàn)電波所有范圍;相互作用方式:吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等;2021/6/13二、電磁輻射的基本性質(zhì)BasicpropertiesofelectromagneticradiationThewave-particledualityoflight:WavepropertiesRefractionDiffractionRefle
3、ctionScatteringVfrequency,Cvelocityoflight,?wavelength,σwavenumber__(1.1)2021/6/13WherehisPlanck’sconstant,h=6.6256×10-34J.s2.Particularproper(theEnergyofaphoton)(1.2)2021/6/13Characteristicsofradiation:(1)absorption物質(zhì)選擇性吸收特定頻率的輻射能,并從低能級(jí)躍遷到高能級(jí);(2)emi
4、ssion將吸收的能量以光的形式釋放出;(3)scatter丁鐸爾散射和分子散射;(4)refraction折射是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同;(5)reflection(6)interference干涉現(xiàn)象;(7)diffraction光繞過(guò)物體而彎曲地向他后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象;(8)polarization只在一個(gè)固定方向有振動(dòng)的光稱(chēng)為平面偏振光。2021/6/132021/6/132021/6/13三、光分析分類(lèi)Classificationofopticalanalysis根據(jù)物質(zhì)同輻射能作用的
5、性質(zhì)不同,光學(xué)分析法基本上可以分為spectroscopicmethodnonspectroscopicmethod光譜法:基于物質(zhì)與輻射能作用時(shí),分子發(fā)生能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射或吸收光譜的波長(zhǎng)或強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。AES、AAS、UV-Vis、IRetc.非光譜法:不涉及能級(jí)躍遷,物質(zhì)與輻射作用時(shí),僅改變傳播方向等物理性質(zhì);偏振法、干涉法、旋光法等;2021/6/13一、原子光譜Atomspectrum二、分子光譜Molecularspectrum第二節(jié)原子光譜與分子光譜§1-2.Atomsp
6、ectrumandmolecularspectrum2021/6/13一、原子光譜Atomicspectrum原子質(zhì)點(diǎn)對(duì)電磁輻射的吸收、發(fā)射或發(fā)熒光?;谠油鈱与娮榆S遷:原子吸收光譜(AAS)、原子發(fā)射光譜(AES)、原子熒光光譜(AFS)基于原子內(nèi)層電子躍遷:X射線(xiàn)熒光光譜(XFS)基于原子核與γ射線(xiàn)的作用:M?ssbauer譜2021/6/13原子光譜為線(xiàn)狀光譜,line分子光譜為帶狀光譜;bandAtomicspectraMolecularspectraWhy?二、分子光譜(帶狀光譜)M
7、olecularspectrum2021/6/131.分子中的能量E=Ee+Ev+Er+En+Et+EiEe:electronicenergyEv:vibrationalenergyEr:rotationalenergyEi:內(nèi)旋轉(zhuǎn)能En:核能Et:平移能在一般化學(xué)反應(yīng)中,En不變;Et、Ei較??;2021/6/13在一般化學(xué)反應(yīng)中,En不變;Et、Ei較??;E=Ee+Ev+Er分子產(chǎn)生躍遷所吸收能量的輻射頻率:ν=ΔEe/h+ΔEv/h+ΔEr/h1-20ev0.05-1ev~0.05ev根據(jù)
8、所需能量的不同將分子光譜分為:電子光譜—紫外、可見(jiàn)光譜振動(dòng)光譜—紅外光譜轉(zhuǎn)動(dòng)光譜—微波和遠(yuǎn)紅外光譜2021/6/133.躍遷類(lèi)型與分子光譜分子光譜復(fù)雜,電子躍遷時(shí)伴有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷;分子的紫外-可見(jiàn)吸收光譜是由電子躍遷引起的,故又稱(chēng)電子光譜,譜帶比較寬;分子的紅外吸收光譜是由于分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷引起的,故也稱(chēng)振轉(zhuǎn)光譜;分子的熒光光譜是在紫外或可見(jiàn)光照射下,電子躍遷至單重激發(fā)態(tài),并以無(wú)輻射弛豫方式回到第一單重激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí),再躍回基態(tài)或基態(tài)中的其他振動(dòng)能級(jí)所發(fā)出的光譜;分子的