分析方法部分 第一部分光学分析 第一章光谱分析法概论 光学分析法( optical analysis) 基于物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 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、含量和结构的一类仪器分析方法,统称为光 学分析法 任何一种光学分析法均包含三个主要过程:1)能 源提供能量2)能量与被测物质相互作用3)产生被 检测讯号
分析方法部分 第一部分 光学分析 第一章 光谱分析法概论 一．光学分析法（optical analysis） 基于物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 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、含量和结构的一类仪器分析方法，统称为光 学分析法。 任何一种光学分析法均包含三个主要过程：1）能 源提供能量 2）能量与被测物质相互作用 3）产生被 检测讯号
二.电磁辐射与电磁波谱 1.光 是一种电磁辐射(即电磁波)。具有波粒二相性 光的波动性:用波长、波数和频率表征 V=C/入 光的微粒性:用每个光子具有的能量表征 E=hVh=6.63×1034].s 2.电磁波谱 γ射线→X射线→UV→可见→红外→微波→无线电波 波长逐渐变长
二．电磁辐射与电磁波谱 1. 光： 是一种电磁辐射（即电磁波）。具有波粒二相性。 ◼ 光的波动性：用波长、波数和频率表征 ν = c / λ ◼ 光的微粒性：用每个光子具有的能量表征 E = h ν h = 6.63×10-34 J.S 2. 电磁波谱 ◼ γ射线 → X射线 → UV → 可见 → 红外 → 微波 → 无线电波 ◼ 波长逐渐变长
电磁辐射与物质的相互作用 常见电磁辐射与物质相互作用的术语: 1.吸收:是原子、分子或离子吸收光子的能量 (等于基态和激发态能量之差),从基态跃迁 至激发态的过程。 2.发射:是物质从激发态跃迁回基态,并以光的 形式释放能量的过程。 3.散射:是光通过介质时,与介质分子发生弹性 碰撞所致,碰撞时没有能量交换,光频率不变, 但光子的运动方向发生改变
三．电磁辐射与物质的相互作用 常见电磁辐射与物质相互作用的术语： １．吸收：是原子、分子或离子吸收光子的能量 （等于基态和激发态能量之差），从基态跃迁 至激发态的过程。 ２．发射：是物质从激发态跃迁回基态，并以光的 形式释放能量的过程。 ３．散射：是光通过介质时，与介质分子发生弹性 碰撞所致，碰撞时没有能量交换，光频率不变， 但光子的运动方向发生改变
三.电磁辐射与物质的相互作用 4.拉曼散射:是光通过介质时,与介质 分子发生非弹性碰撞所致,碰撞时不仅 光子的运动方向发生改变,而且还有能 量交换,光频率发生变化。 5.折射和反射 6.干涉和衍射
三．电磁辐射与物质的相互作用 ４．拉曼散射：是光通过介质时，与介质 分子发生非弹性碰撞所致，碰撞时不仅 光子的运动方向发生改变，而且还有能 量交换，光频率发生变化。 ５．折射和反射 ６．干涉和衍射
四.光学分析法的分类 表1: 原理 分析方法 辐射的发射1)发射光谱法2)荧光光谱法3)火焰光度法 辐射的吸收1)比色法2)分光光度法(可见,紫外,红外等) 3)原子吸收法4)核磁共振法 辐射的散射1)拉曼散射2)散射浊度法 辐射的折射折射法 辐射的衍射1)X射线衍射法2)电子衍射法 辐射的旋转1)偏振法2)旋光法3)圆二色光谱法
四．光学分析法的分类 表 1: 原 理 分析方法 辐射的发射 1)发射光谱法 2）荧光光谱法 3）火焰光度法 辐射的吸收 1）比色法 2）分光光度法（可见，紫外，红外等） 3）原子吸收法 4）核磁共振法 辐射的散射 1）拉曼散射 2）散射浊度法 辐射的折射 折射法 辐射的衍射 1）X-射线衍射法 2）电子衍射法 辐射的旋转 1）偏振法 2）旋光法 3）圆二色光谱法
)光谱法与非光谱法 1.光谱法:利用物质的光谱进行定性定量和结构分析的 方法。有3种基本类型:吸收光谱法、发射光谱法和 散射光谱法 光谱( spectrum)是物质与辐射能相互作用时,物质 内部发生能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化的 图谱。 2.非光谱法:不涉及物质内部能级的跃迁,即不以光的波 长为特征讯号,仅测量电磁辐射的某些基本性质(反 射,折射,干涉,衍射和偏振)所发生的变化
（一）光谱法与非光谱法 １．光谱法：利用物质的光谱进行定性定量和结构分析的 方法。有3种基本类型：吸收光谱法、发射光谱法和 散射光谱法 ◼ 光谱（spectrum）是物质与辐射能相互作用时，物质 内部发生能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化的 图谱。 2．非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，即不以光的波 长为特征讯号，仅测量电磁辐射的某些基本性质（反 射，折射，干涉，衍射和偏振）所发生的变化
(二)原子光谱法和分子光谱法 原子光谱法:以测量气态原子或离子外 层或内层电子跃迁所产生的光谱。线状 光谱 分子光谱法:是分子中电子能级、振动 能级和转动能级发生变化产生的光谱。 带状光谱。IR,UV分子荧光等
（二）原子光谱法和分子光谱法 ◼ 原子光谱法：以测量气态原子或离子外 层或内层电子跃迁所产生的光谱。线状 光谱。 ◼ 分子光谱法：是分子中电子能级、振动 能级和转动能级发生变化产生的光谱。 带状光谱。 IR, UV, 分子荧光等
(三)吸收光谱法与发射光谱法 吸收光谱:是物质吸收相应的辐射能而产生的光谱。利 用物质的吸收光谱进行定性定量及结构分析的方法 为吸收光谱法。如UV-Vis,IR,NMR 发射光谱:是物质的原子、离子或分子受到辐射能、热 能、电能或化学能的激发跃迁至激发态后,有激发 态回到基态时以辐射的方式释放能量而产生的光谱。 如原子发射光谱法,原子荧光光谱法,分子荧光光 谱法,磷光光谱法等
（三）吸收光谱法与发射光谱法 吸收光谱：是物质吸收相应的辐射能而产生的光谱。利 用物质的吸收光谱进行定性定量及结构分析的方法 为吸收光谱法。如UV-Vis, IR, NMR 发射光谱：是物质的原子、离子或分子受到辐射能、热 能、电能或化学能的激发跃迁至激发态后，有激发 态回到基态时以辐射的方式释放能量而产生的光谱。 如原子发射光谱法，原子荧光光谱法，分子荧光光 谱法，磷光光谱法等．
五.光谱分析仪器 ■研究吸收或发射的电磁辐射强度与波长 关系的仪器称分光光度计。其组成图大 致如下: 辐射源→分光系统→样品池→检测器 →讯号处理及显示器
五．光谱分析仪器 ◼ 研究吸收或发射的电磁辐射强度与波长 关系的仪器称分光光度计。其组成图大 致如下： 辐射源 → 分光系统 → 样品池 → 检测器 → 讯号处理及显示器
分光系统 将复合光分解成单色或有一定波长范围的谱带 分为单色器和滤光片。 单色器由入射狭缝、出射狭缝、准直镜和色散元 件组成。其中色散元件是心脏,有棱镜和光栅 滤光片有: 带通滤光片:只能分出一个波长带; 截止滤光片:只能消除给定波长以上或以下的所 有辐射。 凹口滤光片:
1．分光系统 将复合光分解成单色或有一定波长范围的谱带。 分为单色器和滤光片。 单色器由入射狭缝、出射狭缝、准直镜和色散元 件组成。其中色散元件是心脏，有棱镜和光栅。 滤光片有： 带通滤光片：只能分出一个波长带； 截止滤光片：只能消除给定波长以上或以下的所 有辐射。 凹口滤光片 ：
