南方医科大学：《仪器分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 光谱分析法概论

南方装州大 (第一军医大学) 第十章光谱分析法概论 2021/2/24

LOGO 2021/2/24 1 第十章 光谱分析法概论

主要内容 电磁辐射及其与物质的相互作用 2>光学分析法分类 3>光谱分析仪器 4>光谱分析法的发展概况

2 主要内容 1 电磁辐射及其与物质的相互作用 2 光学分析法分类 3 光谱分析仪器 4 光谱分析法的发展概况

光学分析法 Optical analysis) 基于物质发射的电磁辐射 ( electromagnetic radiation)或物质与辐射 相互作用产生的辐射信号或发生的信号变 化来测定物质的性质、含量和结构的仪器 分析方法

3 光学分析法 (optical analysis) 基于物质发射的电磁辐射 (electromagnetic radiation)或物质与辐射 相互作用产生的辐射信号或发生的信号变 化来测定物质的性质、含量和结构的仪器 分析方法

电磁辐射 电磁辐射是一种以电磁波 的形式在空间高速传播的粒子 流,具有波动性和微粒性

4 电磁辐射 电磁辐射是一种以电磁波 的形式在空间高速传播的粒子 流，具有波动性和微粒性

电磁辐射的波动性 电磁辐射为正弦 波。与其它波,如声 波不同,电磁波不需 电场 传播介质,可在真空 中传输。 磁场 v=c/n (o)=1/=v/c 传播方向

5 磁场 电场 传播方向 电磁辐射的波动性 电磁辐射为正弦 波。与其它波，如声 波不同，电磁波不需 传播介质，可在真空 中传输。 c c ( ) 1/ / /       = = =

电磁辐射的微粒性 电磁辐射是由一颗颗不连续的光 子构成的粒子流。当物质吸收或发射 定波长的电磁波时,是以吸收或发 射一颗颗量子化的光子形式进行的。 E=hv=hc/n=hcv

6 电磁辐射的微粒性 电磁辐射是由一颗颗不连续的光 子构成的粒子流。当物质吸收或发射 一定波长的电磁波时，是以吸收或发 射一颗颗量子化的光子形式进行的。 E = h = hc / = hc

电磁波谱分区表 辐射区段波长范围辐射区段波长范围 射线 103-0.1mm近红外辐射076-25μm X射线01~10mm中红外辐射25~50μm 远紫外辐射10-200m远红外辐射50-300μm 紫外辐射200~400mm微波 0.3mm~1m 可见光400760mm无线电波1~1000m

7 电磁波谱分区表 辐射区段 波长范围 辐射区段 波长范围 射线 10-3~0.1nm 射线 远紫外辐射 紫外辐射 可见光 0.1~10nm 10~200nm 200~400nm 400~760nm 近红外辐射 中红外辐射 远红外辐射 微波 无线电波 0.76~2.5m 2.5~50m 50~300m 0.3mm~1m 1~1000m

电磁辐射与物质相互作用 电磁辐射照射物质时, 电磁辐射照射物质时, 其传播方向、速度等物 发生能量转移,使物质 理性质发生改变 内部有相应的能级跃迁 非光谱法 光谱法 折射法、干涉法 旋光法、圆二色光谱法 吸收光谱法 散射浊度法 发射光谱法 X射线衍射法 散射光谱法

8 电磁辐射照射物质时， 其传播方向、速度等物 理性质发生改变。 电磁辐射照射物质时， 发生能量转移，使物质 内部有相应的能级跃迁 折射法、干涉法 旋光法、圆二色光谱法 散射浊度法 X射线衍射法 吸收光谱法 发射光谱法 散射光谱法 电磁辐射与物质相互作用 非光谱法 光谱法

常用光谱分析法 光谱类型 波长范围波数范围量子跃迁类 射线发射光谱000514A 核 吸收、发射、荧0.1-100A 内层电子 比、衍射光谱 真空紫外吸收光谱∏10-180mm1×10°-5×104外层键合电 子 UV-Vis吸收、发射180-780mm5×10-1.3×10外层键合电 及荧光光谱 子 红外吸收 0.78-300 3×104-33分子振动转 拉曼散射光谱 μm 微波吸收 75-375mm13-27 分子转动 电子自旋共振光谱3cm 0.33 磁场中电子 自旋 核磁共振 0.6-10m7×102-1×10磁场中核自 旋

9 常用光谱分析法 光谱类型 波长范围 波数范围 量子跃迁类 型 -射线发射光谱 0.005-1.4A -- 核 X-吸收、发射、荧 光、衍射光谱 0.1-100A -- 内层电子 真空紫外吸收光谱 10-180 nm 1106 -5104 外层键合电 子 UV-Vis 吸收、发射 及荧光光谱 180-780 nm 5104 -1.3104 外层键合电 子 红外吸收 拉曼散射光谱 0.78-300 m 1.3104 -33 分子振动-转 动 微波吸收 0.75-3.75 mm 13-27 分子转动 电子自旋共振光谱 3 cm 0.33 磁场中电子 自旋 核磁共振 0.6-10 m 1.710-2 -110 3 磁场中核自 旋

原子吸收光谱法 AAS 被作用物:原子蒸汽 光源:紫外可见光 能级跃迁情况:最外 层价电子从能量较低 的能级E跃迁到能量 较高的能级E2 10

10 原子吸收光谱法 被作用物：原子蒸汽 光源：紫外可见光 能级跃迁情况：最外 层价电子从能量较低 的能级E1跃迁到能量 较高的能级E２ (AAS)