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1、电化学分析光化学分析本讲稿第一页，共二十四页第十章第十章 光谱分析法概论光谱分析法概论本讲稿第二页，共二十四页一一.光谱分析的一般原理光谱分析的一般原理n光学分析法（光学分析法（optical analysis）：物质物质+电磁波（辐射或光）电磁波（辐射或光）相互相互作用作用电磁波信号变化电磁波信号变化测定物测定物质性质、含量及结构质性质、含量及结构n三个过程三个过程本讲稿第三页，共二十四页 （一）（一）电磁波的基本性质和分区电磁波的基本性质和分区n1.波粒两象性波粒两象性=波动性波动性 c c1/本讲稿第四页，共二十四页=粒子性粒子性 E=hhc/例，例，200nm200nm的一个光子的一个
2、光子本讲稿第五页，共二十四页本讲稿第六页，共二十四页电磁波电磁波波长范围波长范围频率（频率（Hz）光子能量（光子能量（eV）量子跃迁类型量子跃迁类型射线射线6.010192.5105核能级核能级X射线射线0.00510nm6.010193.010162.51051.2102内层电子内层电子真空紫外区真空紫外区10200nm3.010161.510151.21026.2价电子价电子近紫外光区近紫外光区200400nm1.510157.510146.23.1价电子价电子可见光区可见光区400800nm7.510143.810143.11.6价电子价电子近红外光区近红外光区0.82.5m3.8101
3、41.210141.60.50分子振动能级分子振动能级中红外光区中红外光区2.550m1.210146.010120.502.510-2分子振动能级分子振动能级远红外光区远红外光区501000m6.010123.010112.510-21.210-3分子转动能级分子转动能级微波区微波区0300mm3.010111.01091.210-34.110-6分子转动能级分子转动能级无线电波区无线电波区300mm1.01094.110-6电子和核的自旋电子和核的自旋2.电磁波的分区电磁波的分区本讲稿第七页，共二十四页本讲稿第八页，共二十四页（二）（二）电磁波与物质的相互作用电磁波与物质的相互作用h光光
4、=E分分低能级低能级高能级高能级（激发态）（激发态）(基态基态)特征光谱特征光谱；波长波长定性分析定性分析；强度强度定量分析定量分析。本讲稿第九页，共二十四页二二.光学分析法分类光学分析法分类原理原理分析方法分析方法辐射的发射辐射的发射辐射的吸收辐射的吸收辐射的散射辐射的散射辐射的折射辐射的折射辐射的衍射辐射的衍射辐射的旋转辐射的旋转发射光谱法（发射光谱法（X-X-射线、紫外、可见），火焰光度法，荧光光谱射线、紫外、可见），火焰光度法，荧光光谱法（法（X-X-射线、紫外、可见），分子荧光光谱法、磷光光谱法、射线、紫外、可见），分子荧光光谱法、磷光光谱法、放射化学法。放射化学法。分光光度法（分光
5、光度法（-射线、射线、X-X-射线、紫外、可见、红外），比色射线、紫外、可见、红外），比色法，原子吸收光谱法，核磁共振波谱法，电子自旋共振波谱法。法，原子吸收光谱法，核磁共振波谱法，电子自旋共振波谱法。比浊法、拉曼光谱法、散射浊度法。比浊法、拉曼光谱法、散射浊度法。折射法、干涉法、激光热投射镜光谱法、激光热偏转光谱法折射法、干涉法、激光热投射镜光谱法、激光热偏转光谱法X X射线衍射法、电子衍射法射线衍射法、电子衍射法偏振法、旋光色散法、圆二色光谱法偏振法、旋光色散法、圆二色光谱法（一）光学分析法分类（一）光学分析法分类本讲稿第十页，共二十四页1.1.非光谱法非光谱法n检测物理光学性质检测物理光
6、学性质n如如折折射射法法、旋旋光光法法、园园二二色色散散光光谱谱法、散射烛度法等法、散射烛度法等n不涉及不涉及物质内部能级的跃迁物质内部能级的跃迁 本讲稿第十一页，共二十四页2.2.光谱法光谱法涉及涉及物质内部能级的跃迁物质内部能级的跃迁利用物质的光谱特征利用物质的光谱特征本讲稿第十二页，共二十四页（二）光谱法分类（二）光谱法分类n1.1.按物质能级跃迁按物质能级跃迁的的方向方向，分吸收、，分吸收、发射光谱法发射光谱法n按被检测的电磁波来源分类按被检测的电磁波来源分类本讲稿第十三页，共二十四页h光光 =E分分低能级低能级高能级高能级（激发态）（激发态）(基态基态)本讲稿第十四页，共二十四页（1
7、 1）发射光谱法）发射光谱法n M*M*M+M+h h 本讲稿第十五页，共二十四页（2）吸收光谱法）吸收光谱法nE=E=hhn M+M+hh M*M*本讲稿第十六页，共二十四页2.按研究对象分按研究对象分n原子光谱法原子光谱法和和分子光谱法分子光谱法n（1 1）原子光谱法）原子光谱法n线光谱；测元素组成和含量线光谱；测元素组成和含量n分析方法：分析方法：AESAES、AASAAS，AFSAFS、XFSXFS等等本讲稿第十七页，共二十四页（2）分子光谱法）分子光谱法n带光谱带光谱nUV-VisUV-Vis，IRIR，MFSMFS和和MPSMPS等等本讲稿第十八页，共二十四页分子中的能级分子中的能
8、级振动能级振动能级Ee 120 eVEv 0.05 1 eVEj0.05 eV电子能级电子能级 B BA A转动能级转动能级本讲稿第十九页，共二十四页三三.光谱分析仪器光谱分析仪器本讲稿第二十页，共二十四页1.光源光源n作用和要求作用和要求 n紫外光源紫外光源氢灯或氘灯；氢灯或氘灯；n可见光源可见光源钨灯；钨灯；n红外光源红外光源硅碳棒；硅碳棒；n线光源线光源空心阴极灯。空心阴极灯。本讲稿第二十一页，共二十四页2.分光系统分光系统n作用作用 n单色器、滤光片单色器、滤光片本讲稿第二十二页，共二十四页3.检测器检测器n作用作用n种类和原理种类和原理n光电转换器光电转换器 n热检测器热检测器本讲稿第二十三页，共二十四页四四.光谱分析法的发展概况光谱分析法的发展概况 自学自学本讲稿第二十四页，共二十四页