第一章-光学分析法基础课件.ppt

1、2022-12-15SWUST光分析法在研究物质组成、结构表征、表光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可区代的面分析等方面具有其他方法不可区代的地位；地位；2022-12-15SWUST紫紫外外区区可可见见区区红红外外区区1-1 电磁波谱电磁波谱高能辐射部分高能辐射部分波长增加，能量降低波长增加，能量降低射线射线 X射线射线微波微波 射频射频 chhE长波部分长波部分光学光学光谱区光谱区2022-12-15SWUST2022-12-15SWUST2022-12-15SWUST辐射能的特性：辐射能的特性：(1)(1)吸收吸收 物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃

2、迁到高能级；(2)(2)发射发射 将吸收的能量以光的形式释放出；(3)(3)散射散射 丁铎尔散射和分子散射；(4)(4)折射折射 折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)(5)反射反射 (6)(6)干涉干涉 干涉现象；(7)(7)衍射衍射 光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)(8)偏振偏振 只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。2022-12-15SWUST1-2 辐射与物质的相互作用辐射与物质的相互作用发射发射吸收吸收散射散射光谱分析法光谱分析法干涉干涉衍射衍射光栅色散原理光栅色散原理2022-12-15SWUST1-3 光学分析法分类光学分析法分类原子的光学电子在原子原子的光

3、学电子在原子内能级之间跃迁所产生内能级之间跃迁所产生的线状光谱的线状光谱原子光谱原子光谱分子光谱分子光谱分子中电子能级、振动分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生和转动能级的变化产生的带状光谱的带状光谱2022-12-15SWUST 光谱法光谱法基于物质与辐射能作用时，分子发生基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分析的方法；进行分析的方法；原子光谱、分子光谱、非光谱法原子光谱、分子光谱、非光谱法 原子光谱（线性光谱）：最常见的三种原子光谱（线性光谱）：最常见的三种 基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱（AA

4、S）；原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）；其他还有基于原子内层电子跃迁的其他还有基于原子内层电子跃迁的X X射线荧光光谱射线荧光光谱（XFSXFS），基于原子核与射线作用的穆斯堡谱；），基于原子核与射线作用的穆斯堡谱；2022-12-15SWUST 分子光谱（带状光谱）：分子光谱（带状光谱）：基于分子中电子能级、振基于分子中电子能级、振-转能级跃迁；转能级跃迁；紫外光谱法（紫外光谱法（UVUV）；）；红外光谱法（红外光谱法（IRIR）；）；分子荧光光谱法（分子荧光光谱法（MFSMFS）；）；分子磷光光谱法（分子磷光光谱法（MPSMPS）；）；核磁共振与顺磁共振波谱（核磁共振与顺磁共

5、振波谱（N N）；）；非光谱法：非光谱法：不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质；偏振法、干涉法、旋光法等；方向等物理性质；偏振法、干涉法、旋光法等；2022-12-15SWUST光分析法光谱分析法非光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法原原子子吸吸收收光光谱谱原原子子发发射射光光谱谱原原子子荧荧光光光光谱谱X射射线线荧荧光光光光谱谱折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法紫紫外外光光谱谱法法红红外外光光谱谱法法分分子子荧荧光光光光谱谱法法分分子子磷磷光光光光谱谱法法核核磁磁共共振振波波谱谱法法2022-12-15SWUST 1.

6、1.采用新光源，提高灵敏度 级联光源：电感耦合等离子体级联光源：电感耦合等离子体-辉光放电；激光蒸发辉光放电；激光蒸发-微波等离子体微波等离子体 2.联用技术 电感耦合高频等离子体（电感耦合高频等离子体（ICP）质谱质谱 激光质谱：灵敏度达激光质谱：灵敏度达10-20 g 3.新材料 光导纤维传导，损耗少；抗干扰能力强；光导纤维传导，损耗少；抗干扰能力强；1-4 光学分析法的进展光学分析法的进展2022-12-15SWUST 4.交叉 电致发光分析；光导纤维电化学传感器电致发光分析；光导纤维电化学传感器 5.5.检测器的发展检测器的发展 电荷耦合阵列检测器光谱范围宽、量子效率高、线性电荷耦合阵

7、列检测器光谱范围宽、量子效率高、线性范围宽、多道同时数据采集、三维谱图，将取代光电倍范围宽、多道同时数据采集、三维谱图，将取代光电倍增管；增管；光二极激光器代替空心阴极灯，使原子吸收可进行多光二极激光器代替空心阴极灯，使原子吸收可进行多元素同时测定；元素同时测定；2022-12-15SWUST6.6.电子计算机及自动化技术在仪器分析中的应电子计算机及自动化技术在仪器分析中的应用，实现数据处理和设备控制自动化用，实现数据处理和设备控制自动化7.7.新的分析任务的发展推动光谱分析的发展材新的分析任务的发展推动光谱分析的发展材料、化学化工、生物医药、石化和能源等学科料、化学化工、生物医药、石化和能源

8、等学科的发展对光谱分析提出了新的要求。的发展对光谱分析提出了新的要求。8 8、新的分析方法的基础理论和应用基础研究发、新的分析方法的基础理论和应用基础研究发展了新的分析方法：状态（形态）分析、微区展了新的分析方法：状态（形态）分析、微区分析、快速分析、流动注射分析、固体样品引分析、快速分析、流动注射分析、固体样品引入分析等。入分析等。2022-12-15SWUST三种三种光分光分析法析法测量测量过程过程示意示意图图 2022-12-15SWUST光分析方法的特点光分析方法的特点 Characteristics of optical analysisCharacteristics of optical analysis是应用最广泛的检测方法是应用最广泛的检测方法1 1、具有好的灵敏度、检出限和快分析速、具有好的灵敏度、检出限和快分析速度度2 2、使用的试样量少，适合于微量和超微、使用的试样量少，适合于微量和超微量分析量分析3 3、可多元素同时测定、可多元素同时测定4 4、从成分分析发展到形态分析、从成分分析发展到形态分析2022-12-15SWUST缺点：缺点：1 1、对某些元素测定困难、对某些元素测定困难2 2、基体干扰严重、基体干扰严重3 3、仪器大且贵、仪器大且贵