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1、光譜分析技術Page?2基礎概述光譜分析技術光譜應用介紹Page?3一、光譜基礎概述單色光、復合光（1）單色光：具有單一波長（或頻率）的光稱為單色光。（2）復合光：由不同波長的光組合而成的光稱為復合光。單色光很難從光源獲得，多數光源如太陽、白熾燈和氫燈等發(fā)出的光都是復合光，通過適當的手段可以從復合光中獲得單色光。Page?4基于物質光學性質(電磁輻射或物質與輻射作用)而建立起來的分析方法稱之。吸收光譜分析、發(fā)射光譜分析光學分析法：在光(或能量)作用下，通過測定物質產生(發(fā)射、吸收或散射)光的波長和強度來進行定性、定量分析的方法。光譜分析法非光譜分析法改變電磁波的傳播方向、速
2、度等物理性質進行分析的方法，內部能級不變化,僅電磁輻射性質改變。分子光譜分析、原子光譜分析按作用物分:按能級躍遷方向：按波長不同分：紅外、可見光、紫外光譜法等Page?5光譜產生條件：滿足能級方程S2S1S0T1吸收發(fā)射熒光發(fā)射磷光系間竄越內轉換振動弛豫能量l2l1l3外轉換l?2T2內轉換振動弛豫Page?6二、光譜應用之吸收光譜朗伯比爾定律：當光強恒定的單色光通過稀溶液時，溶液中的吸光物質會對該特定波長的光信號進行吸收，從而導致入射光發(fā)生衰減，衰減后的信號即帶有被測物質相關信息，用公式表示為：Page?7Page?8紫外---可見吸收光譜法：光源單色器吸收池檢測器顯示系
3、統0.575光源單色器吸收池檢測器顯示光源吸收池單色器檢測器顯示系統Page?91.光源作用--提供入射光在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命?？梢姽鈪^(qū)：鎢燈、鹵鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在320～2500nm。紫外區(qū)：氫、氘燈，發(fā)射200～375nm的連續(xù)光譜。Page?102.單色器作用：將光源發(fā)射的復合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光。①入射狹縫：光源的光由此進入單色器；②準光裝置：透鏡或反射鏡使入射光成為平行光束；③色散元件：將復合光分解成單色光；棱鏡或光柵；④聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得
4、單色光聚焦至出射狹縫；⑤出射狹縫。Page?11480、880色散元件480、880采用凹面光柵分光，省去了準直透鏡和會聚透鏡，分光理論公式：θ與θ0在法線同側時，上式取+號θ與θ0在法線異側時，上式取-號Page?123.樣品室樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。（紫外高透過率的光學塑料也可以）4.檢測器利用光電效應將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電池、光電管或光電倍增管、CCD。5.結果顯示記錄系統檢流計、數字顯示、微機進行儀器自動控制和結果處理Page?13測量
5、條件的選擇選擇適當的波長：干擾最小，吸收較大的原則控制適當的吸光度范圍：A=0.2~0.8，T=20%~65%Page?14參比溶液（空白溶液）的選擇用于調節(jié)100%T，若選擇不適當，對測量讀數的影響較大。主要是消除溶液中其他組分對光的吸收等帶來的影響。1.溶劑參比液：當試液、試劑、顯色劑均無色時，用溶劑(通常是蒸餾水、去離子水)作參比液；3.試劑參比液：如果顯色劑或其他試劑略有吸收，可用不含待測組分的試劑溶液作參比溶液。2.試樣參比液：如果試樣中的其他組分也有吸收，但不與顯色劑反應，則當顯色劑無吸收時，可用試樣溶液作參比溶液。4.平等操作參比液：用不含待測組分的溶液，在相
6、同條件下與待測試樣同時進行處理，此為平行操作參比溶液。Page?15紅外吸收光譜法：兩種類型：色散型干涉型（傅立葉變換紅外光譜儀）1、儀器類型與結構Page?162、傅里葉變換紅外光譜儀結構框圖干涉儀光源樣品室檢測器顯示器繪圖儀計算機干涉圖光譜圖FTSPage?173、紅外光譜儀主要部件(1)光源能斯特燈：發(fā)光強度大；壽命0.5-1年；硅碳棒：不需預熱；兩端需用水冷卻；(2)單色器光柵；傅立葉變換紅外光譜儀不需要分光；(3)檢測器傅立葉變換紅外光譜儀采用熱釋電(TGS)和碲鎘汞(MCT)檢測器；Page?18二、光譜應用之發(fā)射光譜18熒光、磷光是輻射躍遷的一種，是物質從激發(fā)
7、態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時所釋放的輻射。分子發(fā)光分析包括熒光、磷光、化學發(fā)光、生物發(fā)光和散射光譜等。Page?1919激發(fā)譜固定發(fā)射波長，掃描出的化合物的發(fā)射光強(熒光/磷光)與入射光波長的關系曲線。主要光譜參量發(fā)射譜固定激發(fā)波長,掃描出的化合物的發(fā)射光強(熒光/磷光)與發(fā)射光波長的關系曲線。吸收譜化合物的吸收光強與入射光波長的關系曲線。Page?20產生發(fā)射光譜的必要條件：激發(fā)波長一定要小于發(fā)射波長Page?21發(fā)射光譜應用誤差因素自吸收現象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸收光譜的長波長端重疊，產生自吸
