第九章 第九章 光谱分析法概论
■光学分析法： 基于物质发射的电磁辐射或物质与辐射相互作用后产生的辐射 信号或发生的信号变化来测定物质的性质、含量和结构的一类 分析方法。（利用物质与电磁辐射的相互作用进行定性、定量 的分析方法。） 三个基本过程： (1) 能源提供能量； (2) 能量与被测物之间的相互作用； (3) 产生被检测信号。 基本特点： (1) 一般光分析法均包含三个基本过程； (2)选择性测量，一般不涉及混合物分离（不同于色谱分析）； (3)涉及大量光学元器件
光学分析法: 基于物质发射的电磁辐射或物质与辐射相互作用后产生的辐射 信号或发生的信号变化来测定物质的性质、含量和结构的一类 分析方法。（利用物质与电磁辐射的相互作用进行定性、定量 的分析方法。） ◼ 三个基本过程： （1）能源提供能量； （2）能量与被测物之间的相互作用； （3）产生被检测信号。 ◼ 基本特点： （1）一般光分析法均包含三个基本过程； （2）选择性测量，一般不涉及混合物分离(不同于色谱分析 )； （3）涉及大量光学元器件
一、电磁辐射及其与物质的相互作用 二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器—分光光度计
一 、电磁辐射及其与物质的相互作用 二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器——分光光度计
第一节电磁辐射及其与物贡的相互作用 一、电磁辐射和电磁波谱 1.光是一种电磁辐射（电磁波）：以巨大速度通过空 间、不需要任何物质作为传播媒介的光（量）子流· 2. 光的性质：具有波、粒二向性 > 波动性： V=. > 粒子性：E=hy=h.=hcy 注：人，E个
第一节 电磁辐射及其与物质的相互作用 一、电磁辐射和电磁波谱 1. 光是一种电磁辐射（电磁波）：以巨大速度通过空 间、不需要任何物质作为传播媒介的光（量）子流 . 2．光的性质：具有波、粒二向性 ➢ 波动性： ➢ 粒子性： 1 = ， = c hc c E = h = h = 注： ，E
3.电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。 Y射线→X射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波 高能辐射区y射线 能量最高，来源于核能级跃迁 波长 射线 来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区 紫外光》来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光 红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区了微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁” 无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁 长
高能辐射区 γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁 χ射线 来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区 紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光 红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区 微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁 3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。 γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波 波长 长
光的电磁波类型（及相应的波长范围） 入 10-2nm10nm 102nm104nm 0.1cm 10cm 103cm 105cm Y x 紫 红 射 波 无线 线 光 光 电波 可见光
射 线 x 射 线 紫 外 光 红 外 光 微 波 无 线 电 波 10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm 可 见 光 光的电磁波类型（及相应的波长范围）
二、电磁福与物质的相互作用 当辐射通过固体、液体或气体等透明介质时，如果 入射的电磁辐射能量与介质分子（或原子）基态与激 发态之间的能量差相等，介质分子（或原子）会选择 性地吸收这部分辐射能，从基态跃迁到激发态，以热 的形式、化学变化或荧光及磷光的形式释放能量，回 到基态
二、电磁辐射与物质的相互作用 当辐射通过固体、液体或气体等透明介质时，如果 入射的电磁辐射能量与介质分子（或原子）基态与激 发态之间的能量差相等，介质分子（或原子）会选择 性地吸收这部分辐射能，从基态跃迁到激发态，以热 的形式、化学变化或荧光及磷光的形式释放能量，回 到基态
常用术语 ■吸 收：物质吸收能量从基态跃迁的激发态的过程。 ■发 射：物质从激发态跃迁的激发态，然后以光的 形式释放能量的过程。 散 射：光子与介质发生弹性碰撞，光的频率不变， 方向改变。 拉曼散射：光子与介质发生非弹性碰撞，光的频率改变， 方向改变。 折射、反射、干涉、衍射
常用术语 ◼ 吸 收：物质吸收能量从基态跃迁的激发态的过程。 ◼ 发 射：物质从激发态跃迁的激发态，然后以光的 形式释放能量的过程。 ◼ 散 射：光子与介质发生弹性碰撞，光的频率不变， 方向改变。 ◼ 拉曼散射：光子与介质发生非弹性碰撞，光的频率改变， 方向改变。 ◼ 折射、反射、干涉、衍射
第二节 光学分析法的分类 光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射 相互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 一、光谱法与非光谱法 1.光谱法：当物质与电磁辐射作用时，物质内部发生能级跃迁 产生的辐射的强度随波长变化的谱图一光谱。 利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析一光谱分析法。 >按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 >按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱
第二节 光学分析法的分类 光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射 相互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 。 一、光谱法与非光谱法 1．光谱法：当物质与电磁辐射作用时，物质内部发生能级跃迁， 产生的辐射的强度随波长变化的谱图—光谱。 利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析—光谱分析法。 ➢ 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 ➢ 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱
2,非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，（不以光的 波长为特征讯号，利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变 化的分析方法。折射法、旋光法、比浊法、x射线衍射法 3. 光谱法与非光谱法的区别： 光谱法：内部能级发生变化 〔原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁 非光谱法：内部能级不发生变化， 仅测定电磁辐射性质改变
2．非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，（不以光的 波长为特征讯号，利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变 化的分析方法。折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法 3．光谱法与非光谱法的区别： ➢ 光谱法：内部能级发生变化 原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁 ➢ 非光谱法：内部能级不发生变化， 仅测定电磁辐射性质改变