第三章光谱分析法导论第一节光谱分析法及其分类电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱，它反映的是物质内能量的变化，任一波长光子的能量与物质内的原子或分子能级变化相对应：4光谱分析法：物质与辐射能量作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。它是基于检测辐射的波长和强度。光谱分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。非光谱法：不涉及光谱的测定，即不涉及能级的跃迁。电磁辐射只改变了传播方向、速度或某些物理性质。如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化。光谱法：能级跃迁所产生的。分为：原子光谱法和分子光谱法。原子光谱法:由原子外层或内层电子（核外电子）在不同能级间跃迁产生的，它包括原子发射、原子吸收、原子荧光等。能级图分子光谱：在辐射能的作用下，分子内能级间的跃迁产生的光谱。涉及到的能级变化比原子光谱复杂。分子的总能量为：核能+分子平动能+内旋转动能+电子能级+振动能级+转动能级。它们所对应的光谱为：电子光谱、振动光谱、转动光谱。由于分子的电子能级跃迁的时候，会伴随着分子的振动能级和转动能级的跃迁，所以分子的电子光谱（紫外可见光谱）是由许多线光谱聚集而成，表现形式为带光谱。一、发射光谱法物质的原子、分子或离子得到能量，由低能级跃迁到高能级（激发态），当其由高能级跃迁回到较低能级或基态而产生的光谱称为发射光谱。二、吸收光谱法物质的原子、分子或离子吸收与其能级跃迁相对应的能量，即hv=Ej-Ei，并由低能级或基态跃迁到较高的能级（激发态），这种对辐射能选择性吸收而得到的光谱称为吸收光谱。按能量的方向：吸收、发射、散射等按波长：紫外、可见、红外等按物质类型：原子光谱、分子光谱按外形：线光谱、带光谱、连续光谱（1）线光谱：当辐射物质是单个的气态原子时，产生紫外、可见光区的线光谱。2.带光谱带光谱是由许多量子化的振动能级叠加在分子的基态电子能级上而形成的。3.连续光谱固体加热至炽热会发射连续光谱，这类热辐射称为黑体辐射。通过热能激发凝聚体中无数原子和分之振荡产生黑体辐射。被加热的固体发射连续光谱，它们是红外、可见及长波侧紫外光区分析仪器的重要光源。第二节光谱法仪器a荧光光谱仪一、光源光谱分析中，光源必须具有足够的输出功率和稳定性。由于光源辐射功率的波动与电源功率的变化成指数关系，因此往往需用稳压电源以保证稳定，或者用参比光束的方法来减少光源输出对测定所产生的影响。光源有连续光源和线光源等。1.连续光源连续光源是指在很大的波长范围内能发射强度平稳的具有连续光谱的光源。1）紫外光源紫外连续光源主要采用氢灯或氘灯。它们在低压（1.3103Pa）下以电激发的方式产生的连续光谱范围为160-375nm。2）可见光源可见光区最常见的光源是钨丝灯。在大多数仪器中，钨丝的工作温度约为2870K，光谱波长范围为320-2500nm。氙灯也可用作可见光源，当电流通过氙灯时可以产生强辐射，它发射的连续光谱分布在250-700nm。3）红外光源常用的红外光源是一种用电加热到温度在1500-2000K之间的惰性固体，光强最大的区域在6000-5000cm-1。常用的有奈斯特灯、硅碳棒。2.线光源（1）金属蒸气灯在透明封套内含有低压气体元素，常见的是钠蒸气灯。把电压加到固定在封套上的一对电极上时，就会激发出元素的特征线光谱。钠灯主要是589.0nm和589.6nm处的一对谱线。（2）空极阴极灯主要用于原子吸收光谱中，能提供许多元素的特征光谱。（3）激光激光的强度非常高，方向性和单色性好，它作为一种新型光源在Raman光谱、荧光光谱、发射光谱、fourier变换红外光谱等领域极受重视。二、单色器单色器的主要作用是将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜、聚焦透镜以及色散元件。单色器的核心部件是色散原件，通常有：棱镜或光栅等组成。1.棱镜把复合光分解为单色光。不同波长的光在同一介质中具有不同的折射率而形成的。玻璃能强烈的吸收紫外光，因此在紫外光区使用石英棱镜。2.光栅光栅由玻璃片或金属片制成，其上刻有大量宽度和距离相等的平行线条。光栅是一种多狭缝部件，光栅光谱的产生是多狭缝干涉和单狭缝衍射两者联合作用的结果。光栅分为透射光栅和反射光栅。单色器的分辨率：表示仪器分辨相邻两条谱线的能力。3.狭缝狭缝是由两片经过精密加工，且具有锐利边缘的金属片组成，其两边必须保持互相平行，并且处于同一平面上。狭缝宽度对分析有重要意义：光强度和狭缝的宽度有一定的关系。在定性分析时一般用较窄的狭缝，这样可以提高分辨率，使邻近的谱线清晰分开。在定量分析时则采用