《光譜分析法概論》PPT課件.ppt
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,包括無線電波、微波、紅外光、可見光、紫外光、X射線、γ射線等。,狹義的光:可見光。電磁波中的一小部分。廣義的光:所有已知的電磁波(輻射),光——Light,電磁輻射,電磁輻射具有波粒二象性,電磁輻射是一種以電磁波的形式在空間高速傳播的粒子流。,電磁輻射的波粒二象性,波動(dòng)性:電磁輻射是單頻率的正弦波光的折射、干涉、衍射偏振等現(xiàn)象,用波長(λ)、頻率(v)、波數(shù)(σ)描述,粒子性:電磁輻射是不連續(xù)的能量微?!庾?光電效應(yīng),☆普朗克(Prank)關(guān)系式:波動(dòng)性—粒子性之間的“橋”E=h?=hc/?,電磁輻射的波粒二象性,電磁波譜,按波長(頻率、波數(shù)、能量)大小順序排列,電磁波譜與能級(jí)躍遷,第二章光學(xué)分析法概論,①能源提供能量②能量與被測物質(zhì)相互作用③產(chǎn)生可檢測信號(hào),建立在物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或它與電磁輻射相互作用基礎(chǔ)上的各種分析方法全稱。,?光學(xué)分析法,?光學(xué)分析法包含三個(gè)過程:,,,主要內(nèi)容,,,一,電磁輻射及其與物質(zhì)的相互作用,,二,光學(xué)分析法分類,,三,光譜分析儀器,,四,光譜分析法的發(fā)展概況,一、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,電磁輻射照射物質(zhì)時(shí),其傳播方向、速度等物理性質(zhì)發(fā)生改變。,電磁輻射照射物質(zhì)時(shí),發(fā)生能量轉(zhuǎn)移,使物質(zhì)內(nèi)部有相應(yīng)的能級(jí)躍遷,,一、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,折射、反射、透射,1、入射電磁輻射能量與介質(zhì)基態(tài)/激發(fā)態(tài)間的能量差不相等——物理性質(zhì)發(fā)生改變,干涉,衍射,一、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,,散射:光子與介質(zhì)發(fā)生彈性碰撞改變方向,無能量交換,丁達(dá)爾散射(Tyndall):被照射試樣粒子直徑等于或大于入射光波長,如膠體。,一、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,,散射:光子與介質(zhì)發(fā)生彈性碰撞改變方向,瑞利散射(Rayleigh):被照射試樣粒子直徑短于入射光波長。,無能量交換,拉曼散射(Raman):非彈性碰撞,方向及波長均改變,有能量交換,一、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,散射:光子與介質(zhì)發(fā)生彈性碰撞改變方向,一、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,,1、入射電磁輻射能量與介質(zhì)基態(tài)/激發(fā)態(tài)間的能量差相等,滿足△E=h?,吸收和發(fā)射,物質(zhì)內(nèi)部有相應(yīng)的能級(jí)躍遷,,二、光學(xué)分析法的分類,物質(zhì)?輻射能相互作用為基礎(chǔ),,,光學(xué)分析法,非光譜法:不涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷,光譜法:物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化能級(jí)躍遷而產(chǎn)生輻射隨波長變化,(一)光譜法與非光譜法,非光譜法:,分析相互作用后電磁輻射的某些基本性質(zhì)的變化,粉末X射線衍射儀,(一)光譜法與非光譜法,光譜法:分析物質(zhì)與輻射能作用時(shí)物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的輻射變化,光譜特征定性光譜強(qiáng)度定量,按外形線光譜、帶光譜、連續(xù)光譜,按能量的能量傳遞方式吸收、發(fā)射、散射等,按能量大小γ、X、紫外、可見、紅外、微波、電子自旋共振、核自旋共振(無線電波),按物質(zhì)對象原子光譜、分子光譜,(二)原子光譜法與分子光譜法,原子能級(jí)和分子能級(jí),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,能量,,,,,,,,,分子能級(jí)分布示意圖,(二)原子光譜法與分子光譜法,,原子光譜法:涉及原子核外電子能級(jí)間躍遷,特點(diǎn):線狀光譜;確定元素組成與含量,方法舉例:AES、AAS、AFS、XFS,(二)原子光譜法與分子光譜法,分子光譜法:涉及分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)變化,特點(diǎn):帶狀光譜;給出分子結(jié)構(gòu)信息。,方法舉例:UV-Vis、IRMFS、MPS,(二)原子光譜法與分子光譜法,,吸收光譜法:粒子吸收能量,由低能態(tài)或基態(tài)躍遷至較高的能態(tài)(激發(fā)態(tài)),得到光譜,(三)吸收光譜法與發(fā)射光譜法,△E,方法舉例:UV-Vis、IRAAS、NMR,M+h???M*,,,發(fā)射光譜法:物質(zhì)受激,由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)以輻射的方式釋放能量,產(chǎn)生光譜,M*??M+h?,(三)吸收光譜法與發(fā)射光譜法,方法舉例:,X射線熒光分析法、原子發(fā)射光譜分析法原子熒光分析法、分子熒光分析法分子磷光分析法、化學(xué)發(fā)光分析法,三、光譜分析儀器,光譜儀:研究吸收、發(fā)射的電磁輻射強(qiáng)度和波長關(guān)系的儀器,光譜分析儀器基本組成,原子發(fā)射光譜儀,吸收光譜儀,熒光光譜儀,輻射源,要求:強(qiáng)度大(分析靈敏度高)、穩(wěn)定(分析重現(xiàn)性好),單色器,將復(fù)合光分解成單色光或有一定寬度的譜帶。,入射狹縫、出射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件等組成,單色器,棱鏡,依據(jù)光的折射現(xiàn)象進(jìn)行分光;玻璃或石英制成,單色器,光柵,利用多狹縫干涉和單狹縫衍射聯(lián)合作用分光,光柵,透射光柵,反射光柵,,平面反射光柵凹面反射光柵,,通過干涉現(xiàn)象,得到明暗相間的干涉條紋,干涉儀,單色器,石英或熔融石英:紫外光—可見光—3?m;玻璃:可見光區(qū)(350-2000nm);透明塑料:可見光區(qū)(350-2000nm);鹽窗(NaCl,NaBr晶體):紅外光區(qū)。,樣品池,除發(fā)射光譜外,其它所有光譜分析都需要吸收池。盛放試樣的吸收池由光透明材料制成。,熱檢測器:真空熱電偶、熱輻射計(jì)、熱釋電檢測器等,檢測器,光電檢測器:硒光電池、光電管、光電倍增管、半導(dǎo)體等,由檢測器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后進(jìn)行顯示和記錄結(jié)果,讀出裝置,檢流計(jì)記錄儀數(shù)字顯示器計(jì)算機(jī),50年代:原子物理發(fā)展——原子吸收及原子熒光,60年代:等離子體、傅立葉變換、激光技術(shù)——ICP-AES,F(xiàn)T-IR,激光拉曼,70年代:計(jì)算機(jī)、化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展——自動(dòng)、快速、精密和小型化,80年代以后:聯(lián)用技術(shù)發(fā)展——多功能化,四、光譜分析法的發(fā)展,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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