第十二章 一、光分析及其特点 optical analysis and its feature 光分析法导论三、电磁辐射的基本性质 properties of electromagnetic an introduction to radiation optical analysis 三、光分析法的分类 第一节 classification of optical analysis 光分析基础 四、各种光分析法简介 a briefintroduction of optical fundamental of analysis 五、光分析的进展 optical analysIs development of optical analysis 下一页 00:01:33
00:01:33 第十二章 光分析法导论 一、光分析及其特点 optical analysis and its feature 二、电磁辐射的基本性质 properties of electromagnetic radiation 三、光分析法的分类 classification of optical analysis 四、各种光分析法简介 a brief introduction of optical analysis 五、光分析的进展 development of optical analysis 第一节 光分析基础 an introduction to optical analysis fundamental of optical analysis
、光分析法及其特点 optical analysis and its characteristics 光分析法:基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后 所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析 方法; 电磁辐射范围:射线~无线电波所有范围; 相互作用方式:发射、吸收、反射、折射、散射、干 涉、衍射等; 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地位; 00:01:33
00:01:33 一、光分析法及其特点 optical analysis and its characteristics 光分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后 所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析 方法； 电磁辐射范围：射线～无线电波所有范围； 相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干 涉、衍射等； 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地位；
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)产生信号。 基本特点: (1)所有光分析法均包含三个基本过程; (2)选择性测量,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。 00:01:33
00:01:33 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）产生信号。 基本特点： （1）所有光分析法均包含三个基本过程； （2）选择性测量，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
、电磁辐射的基本性质 basic properties of electromagnetic radiation 电磁辐射(电磁波):以接近光速(真空中为光速)传 播的能量; c=v=v/o E=hv= hc c:光速;λ:波长;v:频率;σ:波数; E:能量;h:普朗克常数 电磁辐射具有波动性和微粒性; 00:01:33
00:01:33 二、电磁辐射的基本性质 basic properties of electromagnetic radiation 电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传 播的能量； c =λν =ν/σ E = hν = h c /λ c：光速；λ：波长；ν：频率；σ：波数； E ：能量； h：普朗克常数 电磁辐射具有波动性和微粒性；
辐射能的特性: (1)吸收物质选择性吸收特定频率的辐射能,并从低能 级跃迁到高能级; (2)发射将吸收的能量以光的形式释放出; (3)散射丁铎尔散射和分子散射; (4)折射折射是光在两种介质中的传播速度不同; (5)反射 (6)干涉干涉现象; (7)衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象; (8)偏振只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振 光 00:01:33
00:01:33 辐射能的特性： (1) 吸收 物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能 级跃迁到高能级； (2) 发射 将吸收的能量以光的形式释放出； (3) 散射 丁铎尔散射和分子散射； (4) 折射 折射是光在两种介质中的传播速度不同； (5) 反射 (6) 干涉 干涉现象； (7) 衍射 光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象； (8) 偏振 只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振 光
频率v 能量 低 化学键断裂 电子跃迁 据动跃迁转动跃迁原子核自转自转 无线射 x射线 紫外 红外微波|电波频 IR AR 匚紫外「「可见』〖振动红外 核磁共振 200rm 400nm 80mu2.5 15μ lm 5T 短 波长 长 光波谱区及能量跃迁相关图 00:01:33 页 页
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表 电磁波谱 波区波长范围“波数o/cm1 频率范围 光子能量***跃迁能级 名称 MHZ e v 类型 射线 4pm2×1010-7×1076×104-2×1022.5×10-8.3×103核能级 X射线10-3-10mm10-106 3×104-3×1001.2×100-1,2×102 内层电 远紫外光10-200m10°-5×10 3×10-1.5×10125-6 子能级 原子及分 近紫外光|20040m015×10-2.5×1041.5×10°-75×106-3 子的价电 可见光|400-750mn2.5×104-13×107.5×103-40×103|3.1-1.7 子或成键 电子能级 近红外光0.75-2.5m1,3×104-4×1034.0×106-1.2×10°1.7-0.5 分子振动 中红外光2.5 4000-200 12×103-60×100.5-0.02 能级 远红外光50-1000gm|200-10 6.0×10°-105 10-2-4×10-41分子转动 微波01-10m10-0.01 4×10-4-4×10-7能级 电子自旋 射频 1000m10-2-10-5 02-0 4×10-7-4×10-0核自旋 *紫外(包括远紫外和近紫外)可见及红外(包括近、中和远红外)波谱区合称光学光谱区.由于远紫外为空气所吸收, 故亦称真空紫外区 *1pm(皮米)=10-1m米),lm米)=10-%m,1m微米)=10-m;波长单位也可用A,1A埃)=10-0m, 红外区常用波数表示“波长范围 **leV油由不伏特)=1.6020×10-19J(焦耳),或96.55kJ·mol-,相当于频率y=24186×104Hz,或波长为 1.2395×10-6m或波数。为80678cm1的光子所具有的能量 00:01:33
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三、光分析分类 type of optical analysis 光谱法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进行分析的方法; 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 基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱(AAS) 原子发射光谱(AES)、原子荧光光谱(AFS); 基于原子内层电子跃迁的X射线荧光光谱(XFS) 基于原子核与射线作用的穆斯堡谱; 00:01:33
00:01:33 三、光分析分类 type of optical analysis 光谱法——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进行分析的方法； 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 基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱（AAS）； 原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）； 基于原子内层电子跃迁的X射线荧光光谱（XFS）； 基于原子核与射线作用的穆斯堡谱；
分子光谱(带状光谱): 基于分子中电子能级、振转能级跃迁; 紫外光谱法(UV); 红外光谱法(IR); 分子荧光光谱法(MFS); 分子磷光光谱法(MPS); 核磁共振与顺磁共振波谱(N); 非光谱法: 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; 00:01:33
00:01:33 分子光谱（带状光谱）： 基于分子中电子能级、振-转能级跃迁； 紫外光谱法（UV）； 红外光谱法（IR）； 分子荧光光谱法（MFS）； 分子磷光光谱法（MPS）； 核磁共振与顺磁共振波谱（N）； 非光谱法： 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；
光分析法 「非光谱分析法 匚光谱分析法 //线 原子光谱分析法分子光谱分析法 射 射线/F 旋 涉光 法性耐法法 原‖原原 分分核 紫‖红‖子‖子磁 法 射法 子子)子射 吸发//线 外外荧磷共 收射光荧 光光光光振 光光|光光 谱谱光光波 谱谱|谱光 法‖法谱谱谱 法法法 00:01:33 页 页
00:01:33 光分析法 非光谱分析法 光谱分析法 原子光谱分析法 分子光谱分析法 原 子 吸 收 光 谱 原 子 发 射 光 谱 原 子 荧 光 光 谱 X 射 线 荧 光 光 谱 折 射 法 圆 二 色 性 法 X 射 线 衍 射 法 干 涉 法 旋 光 法 紫 外 光 谱 法 红 外 光 谱 法 分 子 荧 光 光 谱 法 分 子 磷 光 光 谱 法 核 磁 共 振 波 谱 法